自从第一个微处理器面世以来，可编程处理器逐渐作为一种成本更低、更灵活的方案取代了专用逻辑电路。在信号处理方面也是如此。当可编程芯片能够满足应用的性能和成本要求时，人们会首先选择这种方案。然而，由于视频和音频应用中许多DSP算法的实时性质，设计者常常选用专用DSP功能组件。

MPEG-4和H.264等最新视频压缩算法需要的信号处理计算量比以前的算法更大。因此，以前只能使用专用芯片来实现此类算法。当算法改变时，专用芯片几乎不能提供任何灵活性。而重新设计芯片不但费用高昂，而且还需要长达数月的时间。

为了适应通用DSP的性能限制和提供与软件方案相当的一定程度的灵活性，Cradle Technologies公司的设计人员设法将芯片内置系统(SoC)CT3400微处理器转变为一个完整的H.264/MPEG-4编解码器。他们将这种系统芯片与必要的应用软件结合在一起，设计出一种能够全面满足基线要求(30帧/秒的公用中分辨率图象格式(CIF)分辨率、256kb/s的传输速度、全双工视频和音频)的芯片。

该软件充分利用芯片的8个DSP内核、6个RISC处理器，以及一个专门为视频和成像应用的全新128线可编程I/O子系统(图1)。每个DSP和RISC处理器内核的最大运行时钟速率为230或260MHz(取决于芯片的速度等级)。此外，这种芯片的结构还允许向上扩展，可以增加DSP和RISC处理器来获得更高性能。它还允许向下缩小，可以通过减少处理器来适应成本较低、性能较低的应用。2004年中期，该公司有望完成可处理720x480像素帧(而不是352x288像素CIF图像大小)的标准“主”简档版本的软件开发。

通过对DSP和RISC引擎进行编程，系统设计人员可以设计一套软件应用(固件)，以便将所需功能“映射”到半导体资源上，并实现水平与专用芯片相当的性能(时钟频率为220MHz时，282亿次8位数据乘/累加/秒)。因此，可以轻松在CT3400上实现H.264编解码器的功能(图2)。Cradle公司以前发布的软件提供可以在CT3400上运行的多媒体和通信应用程序。

由于CT3400上结合了多个DSP和RISC引擎，因此算法可以利用视频和成像应用程序中固有的自然数据并行性。这样简化了在超长指令字DSP芯片和定制ASIC上的编程工作。另外，集成的RISC子系统和灵活的I/O结构提供了系统控制，并实现了一整套Internet协议(IP)传输协议, 因此能够实现对IP网络和物理层接口的无粘接直接接口。

这种可编程的芯片，允许设计人员实现包括一个G729AB音频编解码器、音频/视频同步和IP传输功能在内的一整套H.264/MPEG-4高级视频编解码器。所有功能的软件开发时间总计约12个月，约相当于专用ASIC芯片所需开发时间的一半。因为软件可定义所有功能，因此可以随时升级编解码器算法以及几乎其他全部用户功能。

2003年中期，H.264/MPEG-4 AVC(Part 10)标准获得批准。许多公司都认为它会取代MPEG-2，这主要是与MPEG-2相比，H.264/MPEG-4 AVC(Part 10)能够通过IP连接获得高质量视频，还能降低存储需求达50%。该标准提高了错误与数据包丢失纠正能力，因而有助于改进视频传输。

软件开发工具中包括一个用于支持C语言编程的ANSI C编译器和GNU库、该公司的Cradle C编译器与优化程序以及一个eCOS实时操作系统。开发软件还有一部分是Inspector Console，这是一套包含一个周期准确模拟器的多处理器设计/调试环境。在调试程序中，一个处理器可设置多个断点，总线监视器可统计事件或停止处理器。调试程序还允许在系统范围内进行符号调试。该公司还提供RDS3400硬件开发平台，它是一个可以插入PC计算机的PCI兼容卡。

用于实现H.264/MPEG-4 AVC的固件知识产权使用费为25,000美元(源代码)。本季度，该公司将为监视市场提供一种标准主简档版本的D1分辨率编码器。

本季度，公司还将推出一种称为Hammerhead的完整的套件，其中包含H.264视频编解码器、G.729音频编解码器、用于设计接口的IP传输包/流软件、两个RDS3400开发板、两个RDS3400A音频/视频子插件板、两套RDS-SDK开发工具。

包括完整的源代码在内的这套工具售价45,000美元。设计人员只需添加内存、物理层接口芯片和调用控制软件，即可构建一种单芯片电视会议或可视电话解决方案。

作者：Dave Bursky