Digital-Media-Prozessor auf DaVinci-Basis Echtzeit-Transcodierung von HD-Videoformaten

Um Videoinhalte auf allen Geräten nutzen können, stellt Texas Instruments einen Digital-Media-Prozessor auf der Basis seiner DaVinci-Technologie vor, der als Single-Chip-Lösung HD-Videoverarbeitung in Echtzeit ermöglicht.

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Der TMS320DM6467 stellt ein DSP-basiertes SOC dar, das die Echtzeit-Transcodierung zahlreicher HD-Videoformate in Media-Gateways, Multipoint Control Units, Digital-Media-Adaptern, Überwachungs-DVRs und IP-Settop-Boxen übernimmt und durch Entwicklungstools sowie Digital-Media-Software unterstützt wird. Das System enthält neben den Prozessorkernen ARM926EJ-S und C64x+-DSP (600 MHz) auch einen proprietären, hochauflösenden Coprozessor, ein Konvertierungsmodul und Videoport-Schnittstellen. Laut TI wird damit eine 10-mal höhere Leistung als bei vorherigen TI-Prozessorgenerationen für die gleichzeitige Codierung/Decodierung mehrerer HD-Formate und die Transcodierung bis zu H.264 HP@L4 (1080p 30 fps, 1080i 60 fps, 720p 60 fps) erreicht.

„Da Video auch unterwegs und auf verschiedenen Geräten in unterschiedlichen Formaten verfügbar sein soll, müssen Applikationen in der Lage sein, die lokale Transcodierung zwischen Komprimierungsformaten zu übernehmen, um dadurch HD-Videomaterial mit seinen großen Datenmengen für die Speicherung auf verschiedenen Medien und zur Bereitstellung auf anderen Wiedergabegeräten mit anderen Formaten aufzubereiten“, erklärte Elizabete de Freitas, DSP Catalog Business Development Manager bei TIs DSP Product Group EMEA. Die Implementierung dieser Verarbeitungsvorgänge für HD überfordert laut de Freitas die Leistungs- und Speicherkapazität vieler heutiger Systeme, und die Multiformat-Transcodierung setzt neue Anforderungen bei den Codec-Algorithmen zur Gewährleistung der Bildqualität voraus.

Multiformat-Transcodierung

Mit seinem Multicore-Design ist der DM6467 auf die Herausforderungen der HD-Transcodierung im gewerblichen Marktsegment und in der Unterhaltungselektronik zugeschnitten. Der Prozessor integriert neben dem ARM- und DSP-Kern auch Coprozessoren für hochauflösende Video- und Bildverarbeitung (HD-VICP), ein Konvertierungsmodul für Videodaten und zielgerichtete Videoport-Schnittstellen. „Durch Hardwarebeschleuniger für die HD-Transcodierung gemäß dem Standard HD 1080i H.264 bietet der HD-VICP eine Leistung auf dem Niveau eines DSP mit mehr als 3 GHz“, so de Freitas, „gleichzeitig übernimmt das Datenkonvertierungsmodul die Verarbeitung von Videodaten wie etwa Verkleinerung, Chroma-Sampling oder Menü-Überlagerung“.

Laut TI entfallen weniger als 300 MHz des DSP-Kerns auf die Multiformat-Videotranscodierung, also stünden die restlichen DSP-Reserven für zusätzliche Applikationsleistung zur Verfügung. Der DM6467 richtet sich an Marktsegmente wie Medien-Gateways und MCUs, die eine Transcodierung erfordern. Er eignet sich auch für Applikationen, die HD-Video gleichzeitig codieren und decodieren müssen, z.B. bei der Videotelefonie oder -sicherheit, wo die Codierung mehrerer Kanäle in Standardauflösung von Bedeutung ist.

Durch den hohen Integrationsgrad stellt der DM6467 diese Leistung laut TI weitaus preiswerter zur Verfügung als bisherige Applikationssysteme, im besten Fall belaufen sich die Kosten auf nur ein Zehntel. Darüber hinaus ist er flexibel genug, mehrere Videoformate in Applikationen wie Multi-Conferencing-Units und Videosicherheit zu handhaben.

In einer solchen Einheit sind beispielsweise für jeden HD-Videokanal drei 1-GHz-DSPs (TMS320C6415T) zur HD-Videovearbeitung erforderlich, wodurch sich die Kosten pro HD-Kanal auf 507 US-$ belaufen. Mit einer Einheit auf Basis des DM6467 wird das System zu einer Einchip-HD-Lösung, mit der die Kosten pro Kanal auf 35,95 US-$ sinken. Da der DM6467 auch die Videotranscodierung übernimmt, kommt das System darüber hinaus auch mit einem geringeren Stromverbrauch, preiswerterem DDR2-Speicher, weniger Flash-Speicher und einem kleineren FPGA aus, was weitere Einsparungen bedeutet.

Komplettlösung aus Hardware, Software und Tools

TI bietet für den DM6467 ein passendes Digital-Video-Evaluierungsmodul (DVEVM) an. Es besteht aus MontaVista Linux, DaVinci-Programmierschnittstellen (APIs) gemäß Industriestandard, der DaVinci Codec Engine sowie einer Reihe von Multimedia-Codecs zur Evaluierung. Neben Standard-Codecs für Video, Bildverarbeitung und Sprache enthält das System auch neue Transcoder, etwa von MPEG 2 nach H.264. Daneben steht auch weitere applikationsspezifische Software und Designunterstützung aus dem DSP Third Party Network von TI zur Verfügung.

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