摘要：OMAP4430是TI公司推出的开放式多媒体可扩展运用渠道，关于移动通讯开发运用具有必定的价值。本文首要从硬件结构、软件架构两个方面进行论述，杰出OMAP4430的低能耗、高功用、高集成度以及在现代通讯与多媒体技能中的相关运用。
要害词：OMAP4430；开放式运用渠道；主体结构；软件架构
导言
如今跟着多媒体技能以及通讯技能的迅速开展，信息通讯正悄然无声地改动着人们日子的点点滴滴。TI公司与时俱进地提出了一种处理方案：开放式多媒体运用渠道——OMAP。OMAP4430依据OMAP体系，不只与其他OMAP处理器相同，选用开放式、易于开发的软件设备，支撑多种操作体系，而且具有更高的处理才能和更低的功耗。OMAP4430开放式渠道首要运用于移动智能手机以及移动互联网设备(MID)，它以强壮的功用以及可编程性有效地支撑了未来移动互联网运用的开展，而且使得下一代移动智能手机和MID被快速推向商场。由此，OMAP4430必将在通讯，特别是移动通讯中发挥要害的效果，也必将越来越广泛地运用于通讯范畴中。
1 OMAP4430主体结构
OMAP4430高功用运用渠道依据OMAP体系，而且选用45 nm技能，被规划用来为各种运用供给一流的视频、图画、图形处理技能，首要支撑以下几个功用：每秒30帧1920×1080P的全高清(HD)视频流媒体、平面(2D)／三维(3D)的移动游戏、视频会议以及最大能够支撑1600万像素的高解析度静止图画。由图1能够看出，OMAP4430主体结构首要由微处理器单元(MPU)子体系、IVA 3硬件加速器、SGX540图形加速器、成像子体系、显现子体系以及音频后端(ABE)模块等组成。
1．1 MPU子体系
OMAP4430的MPU子体系选用双核架构，由两个ARM Cortex—A9 MPCore处理器组成。ARM Cortex—A9 MPCore处理器与其他Cortex系列处理器以及ARMMPCore技能兼容，因而能够沿袭包含操作体系／实时操作体系、中心件及运用在内的丰厚生态环境，然后削减选用全新处理器所需的本钱。Cortex-A9处理器支撑对称多处理(Symmerical Multi—Processing，SMP)，SMP答应相同的处理子体系运转相同的指令集，平等地拜访内存、I／O接口和外部中止，以及运转一个操作体系的副原本操控一切中心。Cortex—A9处理器具有很高的运算速度，功用是ARM Cort ex—A8的1．5倍，且主频到达1 GHz，能在每个循环中履行多达4条指令，一起还能削减现在干流8级处理器的本钱并进步效率。
双核Cortex—A9 MPU子体系中的两个Cortex—A9中央处理单元(CPU)之间同享2级(L2)高速缓存，而且运用PL310作为L2高速缓存操控器。每个CPU都有32KB的1级(L1)指令高速缓存、32 KB的L1数据高速缓存、独立的专用电源网域以及包含NERO技能和向量浮点单元(VFPv3)的协处理器。双核Cortex-A9 MPU子体系还包含规范的CoreSight片上调试和盯梢器材，用以支撑SMP的调试和仿真、打听操控单元(SCU)、中止操控器(GIC)以及时钟和复位办理器。
MPU子体系Cortex—A9多核处理器详细结构如图2所示。
1．2 IVA 3多媒体加速器
IVA 3多媒体加速器首要分为两部分：功耗优化、多规范的干流编码器及依据新式编码器和音频的可编程数字信号处理器(DSP)。这儿的DSP为TI公司的C64xDSP，内有2个数据通道、8个功用单元和2个一般意图寄存器文件，选用超长指令字(VLIW)，具有双16位扩大功用。
IVA 3支撑高达1080P、30帧1 s的2D全高清多规范视频编码／解码和720P的3D高清立体视频编码／解码，它的多规范编码器支撑包含H．264HP、MPEG-2MP、MEPG-4ASP、ON2VP7、VC-1AP等在内的干流视频编码，它的可编程DSP可处理未来开展的编解码规范。
IVA 3将运用eXpressDSP数字媒体(xDM)规范为准则的软件界面。xDM规范经过运用程序调用一个特定类别，如视频解码或许音频解码的编解码器来界说运用编程接口(API)。
1．3 SGX540图形加速器
SGX540支撑2D和3D图形运用程序，是新一代可编程的图形信息处理内核，并支撑一切首要的API，包含OpenGL ES2．0、OpenGL ES1.1、OpenVG1．1和EGL1．3等。SGX540的V1．2．0架构是可扩展的，而且能够针对各个细分商场从干流移动设备到高端台式机图形，运用于功用手机、PDA以及掌上游戏运用。
1．4 ISS规划
成像子体系(Imaging Subsystem，ISS)处理来自外部图画传感器的像素数据，数据来自存储器或许在IVA3中的SL2存储器。ISS由3个子部分组成，包含：接口互连部分、图画信号处理器(ISP)以及静止图画协处理器(SIMCOP)。ISS是比如相机取景器、视频录制、静态图画捕捉等多媒体运用的一个要害组成部分。ISS的规划使大图画传感器完成高吞吐量和低延时，在高功用形式下，ISS支撑到达200 Mpix／s的像素吞吐量。ISS与运转实时操作体系的低中止延时微处理器单元Coretex—M3相结合以到达最佳的功用，首要是因为Coretex-M3微处理器单元能够快速改动ISS在帧消隐期问的装备以及运转一些测序使命。
ISS接口部分分为体系接口互连和摄像头接口。体系接口互连包含2个32位宽的装备接口、128位宽的数据接口、本地互连等，一个32位宽的装备接口与Cortex—M3微处理器单元相联系，另一个32位宽的装备接口与Cortex—A9及体系直接拜访内存(SDMA)相联系，128位宽的数据接口与3级互连(L3)相联系，本地互连衔接ISS内的一切模块。摄像头接口有两个：主级接口和次级接口。主级接口(CSI2-A)支撑有4个数据信道的CSI2协议，次级接口(CSI2-B／CCP2)支撑一个数据信道的CSI2协议或许CCP2协议，一切的接口都能运用ISP，可是不能并发。当一个接口运用ISP时，另一个必须将数据发给内存，尽管如此，ISP仍然能够处理内存到内存的数据，也能够运用时分复用来处理。
ISP是ISS中成像和视频运用的重要组成部分，ISP的多媒体器材包含：视频端口(VP)、码型发生器(PG)、图画管道接口(IPIPEIF)、缩放东西(RSZ)、H3A、图画传感器接口(ISIF)和逻辑缓冲存储器(BL)。ISP还能够支撑动态内存到内存的处理、高达200 MHz的像素吞吐量、数
字抗混叠、动态缺点像素校对、镜头失真校对、边缘增强、噪声滤波、安稳化、主动变焦／主动白平衡／主动曝光以及数码曝光，使得图画处理质量得到进步。
1．5 显现子体系
显现子体系为在液晶显现器(LCD)面板或许电视机上显现一个来自存储器帧缓冲区的视频帧供给逻辑。显现子体系是一个灵敏的多管道体系，支撑多点触控，为本地或外部显现器供给更多颜色和更丰厚的视觉感触等，能够经过电视输出、主级LCD1输出或次级LCD2输出显现不同的图画。
主级LCD1输出能够经过显现串行接口(DSI)或许长途帧缓存接口(RFBI)，次级LCD2输出能够经过并行CMOS输出、DSI或许RFBI，电视输出能够经过复合信号或许高清晰多媒体接口(HDMI)。
显现子体系由显现操控器(DISPC)、RFBI、两个DSI协议引擎、NTSC／PAL视频编码器以及HDMI协议引擎组成(详细结构见图3)。DISPC具有一个直接拜访内存引擎、两个LCD输出和一个电视输出，且每一个都配有专用的叠加办理器、一个图形管道、3个视频管道，以及一个回写管道。DISPC能够读取存储在存储器中的已编码像素数据，而且将一个叠加层或许一个管道中的输出写入体系内存中。
RFBI具有8、9、16位并行接口，能够捕获从DISPC的输出像素而且将数据发给LCD中的长途帧缓存区。两个DSI协议引擎为4数据通道复合输入／输出的DSI1(主级)，以及2数据通道复合输入／输出的DSI2(次级)，支撑视频形式、指令形式以及数据交错和多重显现。
NTSC／PAL视频编码器为在电视机上显现一个来自存储器缓冲区的视频帧供给逻辑，经过外部10位视频数／模转化器输出复合信号。NTSC ／PAL视频编码器支撑NTSC-J、-M、PAL-B、-D、-G、-H、-I以及PAL-M等复合视频规范。HDMI是一种数字化视频／音频接口技能，是合适印象传输的专用型数字化接口，可一起传送音频和印象信号，最高传输速度为5 Gbps，支撑色深形式(1080P为10位、720P为12位)，一起无需在信号传送行进行数／模转化。HDMI可调配宽带数字内容维护HDCP，以避免具有著作权的影音内容遭到未经授权的仿制。
1．6 ABE模块
ABE模块担任办理发起者(Cortex-A9微处理单元、DSP或许直接拜访内存办理器)与外设物理接口(多信道缓冲串行端口、数字微操控器、多信道脉冲密度调制器和多声道音频串行端口)之间的各种音频、语音上行和下行数据流，它从发起者或许外部音频芯片(TWL6040或其他)接纳语音音频样本并处理后，将其发送到外设接口或许存储器中。
ABE模块由外设物理接口、音频引擎、本地4级互连、定时器(4个通用定时器和1个监督定时器)、时钟和复位办理器以及电源办理器组成，如图4所示。音频引擎是ABE模块的中心部分，它担任处理实时音频信号而且担任一切的数据传输。本地4级互连与Cortex—A9、DSP以及3级互连相衔接，其间Cortex—A9、DSP与本地4级互连直接衔接，其他如直接拜访内存操控器等发起者，经过3级互连与本地4级互连直接衔接。ABE模块具有自己独立的电源网域，而且能够在其他器材处于封闭形式时进行音频处理。
2 OMAP4430软件架构
OMAP4430除了有高度集成的硬件结构，还具有完好的软件架构，支撑多种干流的嵌入式操作体系、高档言语编程资源和丰厚的多媒体组件算法，可经过运用编程接口(API)和第三方开发东西方便地完成各种运用开发，使终端设备制造商和程序开发人员能够更快、更简洁地进行开发。此外，软件架构对OMAP4430运用渠道的功用和功耗进行优化，以保证产品具有最高的功用。
OMAP4430软件组件，详细结构结构如图5所示，首要包含：移动操作体系驱动程序、板级支撑包(BSP)、基使能器、具有多媒体及用户界面／运用结构的预集成硬件加速多媒体编码器、作为具有体系级优化的仅有软件包——预集成衔接(GPS、蓝牙、FM、WiFi)处理方案、体系级电源办理、依据集成3D图形及硬件的安全结构、集成的运用套件及跨多个操作体系的用户界面等。除此以外，OMAP4430软件架构还在视频、电源办理、成像、安全、图形用户界面以及互联方面具有异乎寻常的优势。
2．1 视频软件
为合作IVA 3硬件加速器，TI公司供给了广泛的视频编码，支撑每秒30帧1080P的视频，详细格局有MPEG4、ASP、ON2 VP7、H．264 HP、AVS1．0、VC-1 AP、DivX6、Realvideo10以及Sorenson Spark v1等。这些编码支撑视频回放、流媒体、摄像机功用、转码、视频电话会议、多路视频回放、多路摄像机、视频推送以及本地记载等运用实例。设备制造商以及开发者能够运用OMAP4430的可编程性处理未来不断开展的视频规范所呈现的问题。
2．2 成像软件
成像软件优化了成像子体系，可供给分辨率高达2 000万像素、摄像到摄像仅1 s延时的图画，此功用相当于数码单反相机的功用。此外它还支撑第三方成像运用，如防红眼、脸部辨认、图画防抖／防手震技能、主动对焦／主动白平衡／主动曝光、视频噪音滤波等。成像软件与成像子体系硬件的结合，使得OMAP4430能供给最佳的成像功用。
2．3 图形软件
图形软件以其高度优化性与SGX540相结合，并支撑一切首要的API，包含OpenGL ES2．0、OpenGL ES1．1、OpenVG1．1以及EGL1．3。 OMAP4430图形硬件和软件的结合为运用者供给了完美的图形。
2．4 电源办理
OMAP4430集成了业界抢先的SmartReflex2技能，使得体系在高功用下坚持低功耗，SmartReflex2技能将智能自适应硅技能、电路规划、软件相结合来处理能耗与功用办理的问题，使得设备制造商在供给丰厚多媒体的一起延伸电池寿数和削减散热。嵌入在OMAP4430的软件依据设备的活动操作形式以及最大功率的温度来调理电压、频率和功耗。开放式软件架构为低等级硬件技能、依据操作体系和第三方电源办理软件的兼容性供给智能和谐。
2．5 安全性
TI公司的M-Shield移动安全技能被归入OMAP4430，供给高档其他终端和内容安全。M—Shield移动安全技能是一个体系级的安全处理方案，经过硬件与软件的紧密结合来完成这种高水平的安全性。M—Shield软件安全技能是在OMAP4430运用渠道的顶层构建，经过M—Shield硬件技能来加强，而且包含：安全签名东西、运转在安全环境的开发者东西包、与受维护的运用程序和软件歼发东西包相联系的安全中心软件组件、加强高档操作体系安全的安全包。此外，M—Shield安全中心软件组件供给规范API集，用以处理碎片办理和移植复杂性等问题。软件能够跨渠道从头运用，答应如今渠道的API集被继续运用。
2．6 互联技能
OMAP4430渠道为包含GPS、WiFi、FM以及蓝牙等互联技能供给预先集成和验证的完好软件。OMAP4430还包含预先集成的硬件和软件接口来轻松地与任何外接调制解调器相衔接，为设备制造商供给更多的挑选和灵敏性。
结语
OMAP4430开放式运用渠道以其强壮的功用，现在正被大力地运用于通讯范畴，特别是移动通讯、无线Internet通讯、有线或无线宽带接入网等范畴，开发了许多依据OMAP4430的运用，取得了必定的效果。一起，物联网的开展也为OMAP4430的运用开展供给了远大的研讨方向，OMAP4430必将对现代通讯运用发生巨大而深远的影响。
