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HD Video編解碼器實現Telepresence願景
Blackfin技術新體驗

【作者: ADI】   2006年11月17日 星期五

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基礎建設設備的全球大廠如今已經讓網際網路成真,位在矽谷的Cisco Systems(思科系統)或可說是比任何人都要知道一家公司如何能運用以網路為基礎的資源來改善營運成效。現在由於採用了ADI(美商亞德諾)的Blackfin處理器,利用其可編程的彈性與性價比等特色,Cisco的新型telepresence(遠端臨場)視覺協同運作解決方案可望更為帶動企業生產力達到新高點。


未來學家已經預見遠端臨場系統如同一種經由技術而實現的體驗,它準確地複製遠端位置中現有的環境。為了把telepresence這個詞正確無誤地做為其以IP為基礎的新型視訊協同運作解決方案,Cisco必需要建置一種具有極高解析度視訊(HD Video) (無螢幕上瑕疵)以及最佳等級延遲(察覺不出時間延遲)的產品,其通訊的方式是透過受限的頻寬以及不確定的現行企業網路基礎建設。


只有靠提供更佳體驗給新設備的使用者,Cisco才得以使同事、夥伴、廠商與客戶之間實現更為有效的遠端事業關係。要實現將是全球第一個超高解析1080p/30低延遲HD video編解碼器所需的演算處理功率是艱難的,更不要說Cisco開發人員對於遠端臨場產品的成本、散熱以及可編程性的要求。


Cisco最後採用一個陣列的Blackfin ADSP-BF561處理器來處理以大量運算為其特性的遠端臨場應用。具有雙對稱式600MHz Blackfin核心的ADSP-BF561,是一顆符合成本效益的處理引擎,其功能正符合Cisco先進視訊處理應用的組合。當固定功能的ASIC或FPGA可能已經符合系統技術上的需求,但Blackfin的可編程性卻讓Cisco的系統工程師將開發風險降至最低,並在非常緊湊的時間內發展出一套可行的解決方案。Blackfin處理器的電源管理架構也代表該系統將不需要任何散熱處理。


什麼是Telepresence

Telepresence遠端臨場技術是一套可以讓使用者主持與協同的技術,就如同所有的參加者都現身在相同的房間一樣。在那些傳統的視訊會議解決方案時常無法設置以及常常讓使用者感到不舒服的地方,設計良好的遠端臨場解決方案則提供立即與遠端位置連線,以自然的環境,用真實的樣貌,活生生參加者的視訊影像,以及高傳真、低延遲的指向型音效,可完美地與面部表情同步,當參加者在會議室中移動也會跟著他們。


Cisco以Blackfin為基礎的遠端臨場產品包括專為主管辦公室所設計的CTS1000,而CTS3000是專供會議室用的聚會型全套解決方案。這些解決方案包含在兩個地方主持現場會議所需的所有東西。會議室系統包括減少顯示幕強光的天花板燈,一張橢圓型桌、椅、三片65吋電漿顯示器、三台相機及一部放置Blackfin處理器的系統櫃。


所有這些東西都能在遠端使用者的會議室中複製,創造出連接的假像:那二張會議桌將無縫地結合為一張出現。CTS1000系統則包含一片65吋電漿顯示器,一台高解析度1080p相機和一部系統櫃。企業只需提供一間空的會議室與一條乙太網路插座,Cisco將執行網路稽查,確保從端對端通過網路具有適當的服務品質。


Cisco在統一通訊以及IP電話上的經驗造就了遠端臨場系統的簡易設定與使用。只要點擊幾下,使用者就可立即啟動與數千公里遠的同事面對面進行會議,且該套系統的HD video影像真實,使用者時常忘了其他同事並不是真的在那間房間裡。


HD video高解析度視訊

有一種先進的視訊編解碼標準稱為H.264,它可以用比以前標準更低的位元率達到非常高的資料壓縮,它所壓縮的原始視訊可透過經濟的企業WAN(廣域網路)來連結。Cisco的視訊編解碼器是基於H.264視訊編解碼標準,它提供最頂級的延遲,最高達1080p/30fps即時的視訊解析度。透過將HD video編解碼的延遲降至最低,Cisco的解決方案還給網路更多的延遲空間,允許用最少的網路軟硬體升級來處理新應用使得佈署更加快速。


由於具有雙對稱型600MHz高效能Blackfin核心,Blackfin ADSP-BF561處理器是Cisco因應挑戰和複雜視訊應用的理想選擇。Cisco的視訊編解碼功能是分配到多個Blackfin ADSP-BF561來處理,提供每秒超過0.5兆指令的處理實力,以最佳效能水準驅動視訊子系統,促成了實際解決方案的佈署。


經常被選用在高階多媒體與電信應用的Blackfin ADSP-BF561處理器,包含二個獨立的Blackfin處理器核心。每個核心包含二個16位元MAC最新的處理引擎,二個40位元ALU,四個8位元視訊ALU,一個40位元位移器,再加上一個純淨、正交的RISC-like(類RISC)微處理器指令集的優勢,以及單指令、多重資料(SIMD)多媒體功能,這些全都整合在單一指令集架構中。


簡易編程/低功率

Blackfin ADSP-BF561的RISC-like暫存器與指令模式專為簡易編程而設,這些功能正如Cisco所言可降低開發成本、風險與產品的上市時間。Blackfin的可編程架構也允許透過網路來升級,毋需成本昂貴的ASIC硬體重製(re-spins)。Cisco也運用ADI的軟體和硬體發展工具加速上市時間與降低成本。這些工具包括VisualDSP++開發環境,它讓程式設計師能發展並偵錯應用,而模擬器硬體則可用以測試並偵錯硬體與軟體。


Cisco運用許多整合在Blackfin ADSP-BF561處理器上的通用型數位影像週邊,達到一種精緻的系統單晶片系統,來做為遠端臨場系統編解碼器。Blackfin ADSP-BF561的通用型週邊包括:二個支援ITU-R 656視訊的平行輸入/輸出週邊介面(PPI);一個對類比前端ADC的無縫介面;二個雙通道、全雙工同步串列埠支援8個立體聲I2S聲道;二個16通道DMA控制器和一個內部記憶體DMA控制器;12個具有PWM功能的通用型32位元計時器/計數器;一個SPI相容埠;一個支援IrDA的UART;二個看門狗計時器;48個可編程旗標;以及一個具有1x至63x倍頻功能的內建鎖相迴路。


Blackfin的低功率消耗有助於Cisco將其遠端臨場系統的散熱處理限制在一個小型靜音的風扇上,由這只風扇提供系統櫃中的氣流,這對於保持會議室的周遭環境至關重要。以低功率和低電壓方式設計而成,Blackfin處理器能讓開發者改變電壓和頻率的操作,大幅降低整體功率消耗。Cisco描述該結果就是「一群不會發熱的Blackfin處理器」來驅動其視訊子系統,所以在設計中不需要散熱片。


由於使用Blackfin處理器,Cisco現在擁有其下一代遠端臨場系統所需的高壓縮HD video;其成果可為疲於路途往返的企業主管與員工減少差旅時間、花費與壓力,他們現在可以運用以IP為基礎的視訊與夥伴、同事或客戶見面,這種方式就像面對面溝通一樣真實,所增加的生產力與協同運作成效將是前所未有的。


(本文由ADI美商亞德諾提供)


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