摘 要： 介绍了C-Cube公司的处理器型芯片DVxper-II的内部结构、功能及其特点，提出了将DVxpert-II集成于一块PCI插卡上的设计方案，并论述了编码器虚拟驱动程序的实现方法。

    关键词： DVxpert-II芯片 PCI总线 VxD

    目前，电视节目的拍摄、制作、传输到播出正在实现数字化。MPEG视频音频编码标准的出现，解决了电视信号数字化后信息量过大而信道带宽有限的问题，加上数字视频硬件方面的产品不断进步，促进了各种数字视频产品的推出，这一切都预示着电视广播全面步入数字化的时代。数字电视产品的开发不仅能给观众带来高品质画面和音响效果的享受，而且MPEG-II视频音频压缩的ATM网接入技术的开发为VOD（视频点播）的时代铺平了道路。

    目前世界上的数字电视系统标准有欧洲的DVB系统和美国的ATSC系统。这两种系统在视频压缩上都采用MPEG-II标准，在声音上DVB系统采用MPEG-II的音频压缩标准，ATSC系统则采用杜比AC-3压缩技术。本文介绍C-Cube公司MPEG-II编码器芯片DVxpert-II，它可用于欧洲DVB标准常规数字电视的前端系统的产品开发中。

    １ 芯片简介

    C-Cube公司开发的视频处理单芯片DVxpert-II是在该公司DVx的MPEG-II单芯片编／解码结构的基础上提高了性能的处理器。它可以产生高品质的4:2:0和4:2:2 MPEG-II图像，同时压缩率也有所提高。该芯片能实现视频编码(video encoding)、解码(decoding)和编／解码(codec)三种功能，可实现运动补偿、分块／离散余弦变换压缩算法。

    DVxpert-II处理器的核心是32位Micro SPACR RISC Core处理器，工作频率为100mhZ。该处理器内有一个16K字节指令的高速缓冲存储器(I-Cache)和一个8K字节的数据存储器(Data Memory)接口，这是一种可编程可升级的结构。芯片采用数据存储器而不是数据缓冲器，目的是使软件能更多地控制存储器，并允许重复进行DMA传输。此外，DVxpert-II处理器还有两个协处理器：DSP协处理器和运动估计协处理器(Motion Estimator)，减轻了RISC处理器运算的负担，它们共同完成视频压缩编码算法，提高了编码速度。DSP协处理器每秒钟可执行大约16亿个算术操作指令(1600MOPS)，执行向量从存储器到存储器的指令，这能提高从RISC到DSP流量操作速度。其8K字节存储器有两个缓冲区（两个块），可允许DMA和DSP同时操作。

    DSP协处理器能完成以下功能：①解电视电影模式；②活动测量；③运动补偿；④自适应暂时滤波；⑤线性滤波和筛选；⑥DCT变换和逆DCT变换（12位）；⑦量化和逆量化；⑧变长的Huffman编码和解码。

    可编程运动估计协处理器（运动估计器ME）支持所有的块匹配和运动估计类型，它从RISC处理的CPU中取得运动估计的命令并返回结果。每次运动估计完成后会产生一个中断。

    很多公司都有自己所开发的单芯片MPEG-II编码的LSI。进行DCT及运动补偿等演算所需的电路结构各不相同，C-Cube公司开发的DVxpert-II等芯片为大部分处理工作由RISC处理器及DSP等完成的“处理器型”芯片，与之配套的还有C-Cube公司开发的软件，即微码（．ux）文件。该文件包括进行视频压缩的代码以及初始化DVxpert-II处理器的存储器和下面要介绍的处理器外挂的SDRAM。因为它的可编程性能好，只要改换输入到处理器的微码，就可以变更压缩算法或修正软件的差错。

    DVxpert-II的内部模块框图如图１所示。

    由图中可见，DVxpert-II处理器是利用PCI总线接口与主机等设备相通信的，主机必须用PCI总线驱动处理器，控制编码过程；压缩好的视频比特流也必须经PCI总线存储到主机内，PCI接口由主机时钟（33MHz）驱动。

    DVxpert-II处理器还有与串行ROM的接口，开发人员可选择利用串行EPROM装载部分初始化程序。在本开发系统中，为了使硬件电路简化，所有全部初始化过程都由驱动程序经PCI总线接口完成（可省去串行EPROM）。

    该芯片还可外挂64bit同步动态RAM（SDRAM），实际电路采用4片16M比特的SDRAM实现8M字节外部存储器，存储C-Cube公司的微码和数据，并可由开发人员分配存储空间。当处理器进行MPEG-II视频编码时，SDRAM所含具体内容如下：①应用程序微码；②视频帧捕获缓冲区；③运动估计取