OMAPL138学习----Codec Engine之xDAIS

Jacktang

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认识xDAIS(部分转载)

　　现代软件开发，已从上世纪的面向过程编程发展到当前的面向框架编程。软件开发经验已证明：框架话、模块化的开发方式可以极大的提高软件开发效率，提高代码质量及代码重用率。然而，在嵌入式编程中，由于长期缺乏完善的开发框架和可用的API，开发人员依旧利用C或汇编语言和底层硬件打交道，凡是亲力亲为，这必然会增加嵌入式开发的入门门槛，降低代码的重用性，甚至增加代码易集时的复制度（不过这些缺点，对于程序员来说确是好事，入门门槛高、开发复制意味着高付出高回报，不像现在桌面电脑端的开发，已经被人研究烂了，如果你不是超超超超级大牛，根本找不到一份满意的薪水）。基于这点，TI公司发布了一套DSP算法标准——TMS320 DSP Algorithm Standard，规范了DSP算法软件的开发，并提供了类似C++语言类的封装方式的算法接口，使得算法集成变得简单统一。

　　XDAIS标准

如果你对TMS320 DSP Algorithm Standard还陌生的话，那么如果提起另一个名字：xdais，那么就顺眼地多了。没错，我们在Codec Engine文档中经常看到的xdais，实际上就是TMS320 DSP Algorithm Standard的另一个名字。根据TI官方白皮书，xdais标准一共提供了39条规则，15条指南。这些规则和指南一共分为4个部分：

IALG接口

前面说了，xdais标准里含有39条标准，15个指南。这些标准、指南几乎涵盖了整个DSP开发的生命周期，例如使用TI的C语言啊，所有C6x算法必须支持低位优先啊。具体的规则可以参考《TMS320 DSP Algorithm Standard Rules and Guidelines User’s Guide》

xdais作为一个DSP的开发框架，定义了一些接口：

• IALG – 为算法实例对象的创建定义了独立于框架的算法接口。
• IDMA2 – 为C64X和C5000使用统一的DMA资源处理方式的定义的算法接口
• IDMA3 – 为C64+和C5000使用统一的DMA资源处理方式的定义的算法接口

《TMS320 DSP Algorithm Standard API Reference》指出，所有的算法都必须实现了IALG接口，IALG接口最主要的工作就是定义算法中需要使用的内存，提高片上系统内存使用效率，应用程序和xdais间工作关系如下：

这又遇到了一个问题，xdais的API是基于C的，我们知道，C是面向过程的，因此不存在面向对象里拥有的封装、继承、重构等特性，那么，我们的应用程序是如何实现接口的呢？对于这点，xdais的设计了一个名为IALG_Fxns的v-table：

 

开发人员只要遵循以上v-table定义的函数指针格式，实现自己的函数，就可以了。这些函数的作用大体上和函数名类似，框架的调用过程如下：

 

XDM标准

看到这里，有人要问了，既然TI已经有适用于DSP开发全过程的xdais标准，怎么又弄了个XDM标准出来。这里解释一下：我们知道xdais几乎涵盖了dsp开发的整个生命周期，是一个非常庞大的东西。如果里面的接口、准则、规定要开发人员一一实现的话，工作量还是很大的。因此，TI在xdais上又扩展了一个XDM标准，用来为数字信号处理提供一个轻量级的框架，总体上说，就是在XDAIS的基础上扩展了一个名为Digital Media的接口（xDM），然后根据数字图像处理的要求，提供了一个名为VISA的API集合，其底层远离，用的还是xdais的东西。

这样下来，应用层需和XDM标准打交道就变成以下形式了：

xDM接口实际上扩展了IALG接口，在其上增加了process和control方法，例如VISA API中的IVIDENC1接口的v-table定义如下：

 

而xDM的调用过程就变为：

VISA API

TI扩展xDM的目的，是为了为数字图像处理提供一个轻型的框架，为此，TI根据数字图像处理的分类，封装了一套名为VISA的API集合（这里的VISA，不是信用卡VISA，而是Video、Image、Speech和Audio的简称，想出这个名字的人太有才了），基本覆盖了数字信号处理的所有需求：

• IVIDENCx ：Generic interface for video encoders
• IVIDDECx ：Generic interface for video decoders
• IAUDENCx ：Generic interface for audio encoders
• IAUDDECx ：Generic interface for audio decoders
• ISPHENCx ：Generic interface for speech encoders
• ISPHDECx ：Generic interface for speech decoders
• IIMGENCx ：Generic interface for image encoders
• IIMGENCx ：Generic interface for image decoders

在Codec Engine的Algorithm Create过程中，开发一个算法程序往往是从实现这些接口开始，例如，我们要做一个H264的编码算法，需要从实现IVIDENCx开始。

 在动态DSP系统中使用xDAIS

 函数表

　　任何操作涉及到调用的标准算法都是以 IAIG_Fxns 结构体开始的。

IXMP_Fxns XMP_IXMP ={
&XMP_IXMP, /* implementationId */
xmpActivate, /* algActivate */
xmpAlloc, /* algAlloc */
xmpControl, /* algControl */
xmpDeactivate, /* algDeactivate */
xmpFree, /* algFree */
xmpInit, /* algInit */
xmpMoved, /* algMoved */
xmpNumAlloc, /* algNumAlloc */
xmpProcess /* algorithm specific processing */
};

XMP_create()函数是最高级的算法函数，用以创建算法实例，返回实例对象的地址。

XMP_Handle handle;
handle = XMP_create(&XMP_IXMP, NULL);

XMP_create()接受一个指向函数表的指针和一个创建参数的指针作为他的参数。创建参数可为空，为空时接受默认创建参数。

如果使用空指针

　　if (prms == NULL) {

　　prms = &XMP_PARAMS;
　　}

确认创建参数被定义后，ALG_create()函数被调用

handle = (XMP_Handle)ALG_create (
(IALG_Fxns *)fxns, /* function table */
(IALG_Handle) NULL, /* parent object or NULL */
(IALG_Params *)prms /* creation parameters */

内存需求

　　创建算法实例的下一步就是分配所需内存，是通过一个内存描述符表来告知其内存需求。

　　表的创建方法如下：

　　algNumAlloc()可告诉我们算法需要的最大内存块的大小，如果没有实现algNumAlloc(),则使用默认值，IALG_DEFMEMRECS默认设置为4.

　　/* find out the maximum number of records needed */
　　numRecs = fxns->algNumAlloc();

知道其需求量，就可分配内存描述符表（IALG_MemRec）。

　　/* allocate space for the memory descriptor table */
　　/* allow maximum number of records specified by algNumAlloc*/
　　IALG_MemRec *memTab;
　　memTab = malloc(numRecs * sizeof(IALG_MemRec));

这个表传递给algAlloc()由其填满。　　

/* fill in the memory descriptor table */
/* returned value is actual number of records initialized */
/* it might be different than the maximum records required */
numRecs = fxns->algAlloc(prms, NULL, memTab);

分配内存　

size (in bytes)
alignment (byte boundaries)
space (single access, dual access, external)
attributes (scratch, persistent, write-once)
base address

按照惯例，第一个内存描述符（算法实例对象）LALG_OBJMEMREC被定义为0.

/* note: IALG_OBJMEMREC is defined as 0 *
handle = memTab[IALG_OBJMEMREC].base;

最后，调用algInit()以完成实例对象和算法的初始化。

/* init the algorithm */
if (fxns->algInit(handle, memTab, NULL, prms) == IALG_EOK) {
return(handle);
}