開放式多媒體應用平臺OMAP綜述

德州儀器公司的開放式多媒體應用平臺OMAP(Open Multimedia Application Platform)是一種為滿足新一代多媒體信息處理及第三代無線通信應用開發(fā)出來的高性能、高集成度嵌入式處理器。

本文主要概述了OMAP軟硬件結(jié)構(gòu)和應用領域。

OMAP平臺概述
當今，消費者對無線通信服務的要求越來越高，單純的語音服務已被復雜的多媒體應用所取代。而這些多媒體應用的發(fā)展必然使信號處理的復雜度大大增加，從而使移動終端軟硬件的復雜度提高，能量消耗加大。而且，消費者在要求通信產(chǎn)品有更好功能的同時，還要求產(chǎn)品耗電量更低，體積更小。傳統(tǒng)的單處理器方案已經(jīng)不能滿足這些處理要求。為解決這些矛盾，德州儀器(TI)公司提出了一種很好的解決方案，即可擴展開放式多媒體應用平臺――OMAP。從1998年開始，TI先后推出了OMAP310、OMAP710、OMAP1510、OMAP1610、OMAP5910/12等處理器。由于OMAP系列處理器一直強調(diào)向上兼容性，所以系列之間的通用性很強，結(jié)構(gòu)變化不大，程序便于移植。

OMAP在一塊硅片上無縫地集成了一個以ARM精簡指令處理器(RISC)為核的軟件子結(jié)構(gòu)，以及一個高性能、超低功耗的TlTMS320C55x系列數(shù)字信號處理器(DSP)，且為二者開辟了共享的存儲結(jié)構(gòu)，以方便數(shù)據(jù)交換。其能高效地處理多媒體信號，實時解碼數(shù)據(jù)流，例如，處理MP3格式的音頻流和MPEG4格式的視頻流，而消耗的功率比最好性能的RISC處理器還要小很多。在OMAP結(jié)構(gòu)中，RISC處理器主要用來實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制，包括運行操作系統(tǒng)、界面控制、網(wǎng)絡控制和DSP數(shù)據(jù)處理的控制等；DSP子系統(tǒng)則主要用來實現(xiàn)各種媒體數(shù)據(jù)的高效處理，包括文本、音頻、視頻等。

OMAP軟件結(jié)構(gòu)支持高級操作系統(tǒng)，通過標準應用編程接口(API)支持各種應用開發(fā)。TI獨特的DSP/BIOS允許開發(fā)者在RISC和DSP之間優(yōu)化分割各項處理任務，在不增加功耗的前提下獲得更優(yōu)良的性能。這些獨特的性能使開發(fā)者在使用OMAP時，可以將其看成一個單獨的RISC處理器。

OMAP硬件架構(gòu)
OMAP采用一種獨特的雙核結(jié)構(gòu)，把控制性較強的ARM處理器和高性能低功耗的DSP核結(jié)合起來，是一種開放式的、可編程體系結(jié)構(gòu)。以OMAP5910為例，它集成了ARM925和TMS320C55x處理器，對于一些運算量大的實時信號，例如，圖像、視頻、音頻數(shù)據(jù)，可以采用DSP進行計算，而對于通信、外設控制等功能，則用ARM核來實現(xiàn)，從而在功耗和復雜應用之間建立了良好的平衡。利用不同的內(nèi)核(ARM和DSP)和硬件加速器的不同功能，根據(jù)功耗或性能的要求將一個算法映射到最佳的處理器引擎，并將相應的電路打開或關閉，從而進一步節(jié)省了電能。DSP采用了復雜的指令，可在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行幾次數(shù)學運算，而UISC結(jié)構(gòu)和指令集一般只允許每指令周期執(zhí)行一次運算，所以DSP處理音視頻流比RISC芯片需要的時鐘周期少很多。