达芬奇技术开发基础、原理与实例
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前言

随着生活水平的提高和科技水平的发展,人们对图像/视频处理的要求越来越高,如视频会议、视频监控及视频通话等。另外,各种智能终端和视频图像电子产品也进入了普通百姓的生活,这些也对视频处理提出了更高的要求。针对这些要求和需要,各个厂商和公司需要快速地设计开发出适合消费者需求的产品。但在达芬奇技术出现以前,针对不同的需要,开发者需要掌握不同的图像处理芯片和软件的开发知识,这大大增加了新产品开发的难度和开发周期。

针对此种情况,TI公司在DSP技术基础上,结合ARM、图像编解码标准、TI编程规范等提出了达芬奇技术架构。达芬奇技术采用ARM和DSP(协处理器)的双核架构,DSP(协处理器)主要负责视频图像的各种处理工作,而ARM借助嵌入式操作系统主要实现外设的控制以及应用程序的开发。ARM和DSP(协处理器)通过DSPLINK机制进行通信。人们根据XDM等TI软件编程规范把基于DSP(协处理器)实现的各种图像算法按照一定的规则封装成各种易于调用的API函数,即编解码引擎函数,ARM通过DSPLINK以及编解码引擎调用规范以远端调用的方式使用各种图像语音处理的API函数。因此,对开发者来说,利用达芬奇技术只关注ARM端应用程序的开发即可,不用浪费大量的时间对图像处理的各种复杂算法进行实现。因此达芬奇技术的出现极大地降低了图像处理的复杂度,缩短了产品的研发周期,并且还能提高产品的性能。

本书结合当前和今后达芬奇技术数字图像处理的发展主流和主要应用方向,以最新的TMS320DM36x为基础,循序渐进,由浅入深,将达芬奇技术开发的基础、原理、案例等所涉及的基础知识、开发环境、软硬件知识、外设驱动等全部内容进行详细阐述,在介绍相关内容时,尽量不讲解高深的理论知识,而是主要介绍开发过程中需要的方法和技巧。最后给出基于H.264视频算法的图像无线传输系统的软硬件设计,让读者能举一反三,真正掌握达芬奇技术的开发流程和方法。本书通俗易懂、条理清楚、深入浅出、理论结合实际通过本书读者可以不用参考其他的图书就可进行达芬奇技术的开发,具有很强的实用性。本书的特点如下。

①起点高、内容新。达芬奇技术发展较快,本书根据达芬奇技术的主要应用,以最新的和功能强大的TMS320DM36x芯片为基础全面介绍达芬奇技术开发过程。

②内容更丰富。详细给出了达芬奇技术开发需要的全部知识,包括Linux系统、开发调试环境的搭建、BOOTLOADER、嵌入式Linux操作系统内核、硬件设计与实现、H.264图像压缩解压缩软件设计与实现以及脱机运行环境构建。介绍的内容具有侧重点,主要介绍实际开发过程中的难点和重点。

③理论联系实际,详细给出了应用实例。结合编者多年的DSP和达芬奇技术实际开发经验,按照最新达芬奇芯片的架构从硬件设计到各种应用软件及驱动程序的开发,详细给出在图像无线传输系统中的应用实例,让读者能够举一反三,全面掌握达芬奇技术。

本书的内容是编者在多个项目开发的基础上,结合自己多年的图像处理和DSP开发经验编写的,可以说是编者多个项目学习和经验的总结。在项目开发过程中通过许多知名网站查找了很多资料,如www.baidu.com、www.21ic.com、www.51ic.com、www.61ic.com、电子创新网以及许多个人技术博客,本书对这些内容也进行了总结和梳理,在此对他们表示最诚挚的感谢。另外,由于时间紧迫,可能有些引用没有标出,加上编者的水平、时间等因素,某些地方可能会出现错误,恳请各位同仁和朋友提出宝贵意见和建议。

本书共分3部分,第一部分为达芬奇技术开发所需要的基础知识,包括第1章、第2章和第3章。第二部分介绍达芬奇技术开发原理,包括第4章至第9章,第三部分为达芬奇技术开发实例,包括第10章和第11章。本书的3.1节、3.3节、3.4节、第4章、第5章、第6章、第10章、第11章和附录由高玉龙老师编写,硕士生管修挚进行了资料收集、整理以及部分内容的编写工作。本书的3.2节、第7章由白旭博士编写,本科生常坚做了相关的资料收集和整理工作。本书的第1章、第2章、第8章、第9章由吴玮博士编写,硕士生吴玉龙做了相关资料收集和整理的工作。

本书的出版得到了电子工业出版社董亚峰编辑和哈尔滨工业大学沙学军教授的大力支持和帮助,在此一并表示感谢。

作者

2012-5-31