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基于OMAP平台的内核软件开发技术

上网日期: 2003年01月11日 ?? 作者: Justin Helmig ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:德州仪器? TI? OMAP平台? 2.5G?

OMAP平台为2.5G及3G无线应用提供了一个强大的软硬件基础。借助该平台,开发人员可以创建各种多媒体产品,这些产品可以在各种OMAP处理器上实现良好的用户体验和便携特点。OMAP平台提供了使开发人员高效创造用在新一代无线手持终端的软件的架构。

随着无线产业进入特色服务的新时代,开发人员越来越多地选择OMAP平台用于2.5G及3G无线应用。OMAP平台结合了具有高性能、低功耗的处理器,该处理器是一种具有易于使用特点的开放式架构。这些特性并有助于简化开发,加速新型无线产品的上市时间。

该平台的软件基础技术包括内核软件技术,以及为OMAP平台优化的软件模块,该平台可针对不同应用提供易于实现的特色化设计。OMAP平台的内核软件技术也使应用开发人员能够充分利用OMAP处理器的性能,而不需要具体了解基础硬件架构。

对于个人设备而言,该平台为希望进一步实现未来无线通信的开发人员提供灵活的解决方案。OMAP处理器支持众多类型的应用,如语言处理、定位服务、安全性、游戏、移动商务、个人管理及多媒体功能等。

OMAP平台的主力处理器为OMAP1510,该器件将适合于加速应用的超低功耗数字信号处理器(DSP)与适于控制的TI-enhanced ARM925及高级操作系统(OS)功能相集成。OMAP1510的开放式软件架构可保持双内核(dual core)硬件对用户的透明度,以便于编程并集成到多功能产品中。

OMAP5910是双内核的通用处理器,可以应用到更加广泛的市场和产品中。OMAP5910构建在一个由ARM925和TMS320C55x集成的双处理器之上,这两个内核之间使用一种专用的处理器内部通信机制相连接。OMAP5910及其设计套件具有多个目标应用,提供多媒体功能、改善的人机界面并延长电池寿命,可以有效地缩短产品开发周期。图 1:DSP/BIOS桥架构。

OMAP710与OMAP310处理器是两种单核产品,仅集成了TI-enhanced ARM925。对于不要求DSP性能的低处理密度应用的无线设备,这两种产品可提供一种可选的替代方案。OMAP310及OMAP710处理器可与 OMAP1510处理器上的TI-enhanced ARM925实现代码兼容,允许开发人员将软件应用到针对不同目标市场的产品中。凭借这些处理器,OMAP技术可提供开发2.5G与3G多媒体无线设备所需的高性能、低能耗及编程灵活性。

OMAP平台内核软件技术优势

为加速信号处理任务,OMAP平台的内核软件组件允许应用程序利用DSP,从而提高产品应用性能。用户可以与运行在TI-enhanced ARM925上的操作系统互动,同时使用DSP来加速多媒体、语音、安全性或其它功能。凭借优化的底层软件,DSP 能以低功耗方式执行这些信号处理任务,从而能够延长电池使用寿命,并可实现更小的产品体积。

对应用开发人员而言,OMAP平台的内核软件技术提供在不了解DSP或信号处理知识条件下利用DSP功能的机制。开发人员通过易于使用的高级应用程序接口(API)方便地获得DSP加速算法,相同的API集可运行于各种具有或不具有DSP的OMAP平台上,从而可促进代码的复用,使同样的将软件应用到不同目标市场的设备中。

为保持编程的简单性,在可能的条件下API的开发都将基于现有的操作系统API。内核技术器件一般以共享库形式来实现,这样在多个应用中都可以利用其所提供的功能。这样,内核技术可以作为库及报头文件的集合进行分配,简化了应用程序的编程,并保护了OMAP开发人员的知识产权。

DSP/BIOS桥

OMAP平台的内核软件技术采用DSP/BIOS桥及OMAP平台的特性来开发,OMAP平台可在DSP及TI-enhanced ARM925上实现非对称多处理技术。DSP/BIOS桥可将DSP操作系统与TI-enhanced ARM925操作系统链接起来,从而使应用程序能够以独立于设备的高效方式进行通信。DSP/BIOS桥还使开发人员能够在多个基于OMAP的平台上重复使用其内核技术。DSP/BIOS桥以及DSP/BIOS桥与OMAP平台的关系如图1所示。

TI-enhanced ARM925及DSP节点图 2: TI-enhanced ARM925与DSP节点的通信。

内核软件技术包括一个或多个网关组件及DSP节点,并通过DSP/BIOS桥来实现TI-enhanced ARM925与DSP之间的通信。网关组件可向应用层提供一个简单的API集,并将这些API作为到DSP/BIOS桥API的一系列调用来实现。例如,MP3网关组件将利用DSP/BIOS桥API将消息及数据传递到DSP中,DSP将对这些数据进行解码,并输出到数模转换器硬件。

操作系统可将DSP/BIOS桥API用于以下方面:


1. 在DSP上初始化信号处理任务


2. 与DSP任务交换消息


3. 对来自DSP和从DSP发出的数据流进行缓冲


4. 暂停、继续和删除DSP任务


5. 进行资源状态查询

DSP节点包括一个或多个可进行信号处理的xDAIS兼容算法,该算法与可控制节点操作的封包器(wrapper)一起完成信号处理任务。DSP节点包装遵循具有C-callable功能的特定任务模型,该功能可在由资源管理器建立的任务环境中创建、执行并删除节点。图2显示了TI-enhanced ARM925应用程序与DSP节点之间的关系。

构建内核软件技术

设计与xDAIS兼容的算法内核软件包括四个步骤,首先是定义终端用户API,其次为定义消息发送与数据流传输的需求,第三要将xDAIS算法打包在DSP节点中,最后实现网关组件。

定义终端用户API

在定义终端用户API时,在任何可能情况下,最好为内核软件技术将提供的功能集实现或扩展标准操作系统API。如果没有合适的操作系统API,则开发人员应当实现简捷、可扩展的API集。 设计API时,开发人员应记住何时将创建节点,何时将进入执行阶段,节点将进行哪些类型的操作,以及将何时删除节点。

定义消息和数据流传输需求

定义消息和数据流传输需求时,在DSP/BIOS桥之间传输数据有两个链接,即:消息传送用于在桥之间传递少量的控制信息,每个节点都有一个消息队列;数据流传输在DSP与TI-enhanced ARM925之间传输大量数据提供了一个高效的方法。数据流是单向的,每个节点均可具有任意数量的输入及输出数据流。两个链接彼此独立,并可根据接收消息与数据流的顺序传递消息与数据流。开发人员应当通过定义必须传输的每条消息以及输入及输出数据流的数量,来决定数据传输有什么需求。

将xDAIS算法封装在DSP节点内

通过写节点封装器的创建、执行及删除函数,将xDAIS算法封装于DSP节点中。创建函数可分配节点处理和xDAIS算法所需的任何存储器,还可分配节点的相关模块,这些模块是用来在存在任何特定节点数据或指针时,传递到执行和删除函数的一种结构。创建函数可给出xDAIS算法的实例,并可将其激活,还可初始化任何在任务执行前必须初始化的数据或参数。图 3:内核软件技术任务流程。

执行函数是主要的分派函数,在此函数执行阶段中可能不分配存储器及其它资源。执行函数一般包括消息处理循环,该循环可中断函数并等待来自ARM925的消息或数据流。然后节点将这些消息或数据分派到合适的xDAIS控制或处理任务中去。执行函数能够检查DSP/BIOS桥所发送的指示函数退出循环的特殊消息,然后检查定制消息或流数据,并对这些消息或数据流进行适当处理。

删除函数清空创建函数所分配的任何资源,包括相关模块和数据流。删除函数还必须关闭算法、释放存储器以及分配给节点的其它资源。

构建内核软件技术的最后一步是实现网关组件。网关组件负责初始化DSP/BIOS桥和DSP节点,并设置来自DSP的数据流和到DSP的数据流。网关组件还负责关闭DSP节点和释放存储空间。

OMAP开发人员在OMAP平台软件的发展中发挥了重要的作用,因为他们建立软件模块,并可提供授权,这些模块可被集成到高级应用程序中以应用于不同产品。通过充分利用OMAP1510器件所固有的 DSP功能,优化后的内核软件模块还增强应用程序的性能与功能。内核软件技术组件的一般工作流程如图3所示。

本文总结

OMAP平台将高性能、低功耗处理器与易于使用的开放式软件架构,以及全面的支持网络进行了完美结合,从而为开发创新型2.5G及3G无线应用提供了强大的软硬件基础。内核软件技术是OMAP平台策略的关键因素,其提供了插入式功能和即用的媒体流、安全性、生物统计学、语音识别、高级音频及其它功能。

OMAP平台使应用程序开发人员无须深入了解DSP或算法即可利用这些高级功能。凭借基础软件的帮助,应用程序开发人员可以开发各种多媒体产品,这些产品可提供良好的用户体验,并可实现在各种OMAP处理器及器件上的便携性。当内核软件技术将无线通信迅速推向新一代多样化移动服务时,其可实现OMAP平台的巨大增值。

作者:

Justin Helmig


郑小龙


email: jollywang@ti.com


德州仪器无线软件应用部


美国德州仪器公司







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