软硬件混合的多媒体处理器芯片设计

汪国林

-/电子信息

目前,多媒体视频领域存在多个编码标准,包括mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264,以及我们国家拥有自主知识产权的AVS标准。mpeg4标准之中又包括xvid、divx等,而h.264可能也将存在多种编码标准。其中新的编码标准,如h.264、VC-1等,由于其需要较高的处理能力,仅仅依靠嵌入式CPU或DSP的多媒体解决方案是无法获得满意的性能指标的,因此必须采用专用集成电路(ASIC)方法来实现硬件加速功能。 但这种ASIC设计方法一即通过硬件实现直接提供某种(些)编码格式的支持缺乏灵活性,一旦有种新的编码标准推出,就需要重新设计开发芯片。面对众多的媒体编码标准,这种方式增加了设计以及应用成本。而就目前市场发展来看,多种视频编解码技术将长期共存,迫使芯片业界必须迅速攻克灵活性、兼容性等难题。为解决这一问题,清华大学设计了一种软硬件泥合的多媒体处理器解决方案,支持mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264/AVS视频标准以及相关的音频编码标准。其核心是设计一种多媒体处理芯片,该芯片对于通用的多媒体编码中的计算密集型的数据处理,如运动补偿算法(MotionCompensation)、反离散余弦变化(iDCT)、色彩空间转换等,采用ASIC实现。在此硬件平台之上,设计一套与具体标准无关的多媒体处理通用软件开发接口,实现软硬件混合的媒体处理。这样就能够增加媒体处理的灵活性一可以通过修改软件来支持新的编码标准或者新的应用。

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目前,多媒体视频领域存在多个编码标准,包括mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264,以及我们国家拥有自主知识产权的AVS标准。mpeg4标准之中又包括xvid、divx等,而h.264可能也将存在多种编码标准。其中新的编码标准,如h.264、VC-1等,由于其需要较高的处理能力,仅仅依靠嵌入式CPU或DSP的多媒体解决方案是无法获得满意的性能指标的,因此必须采用专用集成电路(ASIC)方法来实现硬件加速功能。 但这种ASIC设计方法一即通过硬件实现直接提供某种(些)编码格式的支持缺乏灵活性,一旦有种新的编码标准推出,就需要重新设计开发芯片。面对众多的媒体编码标准,这种方式增加了设计以及应用成本。而就目前市场发展来看,多种视频编解码技术将长期共存,迫使芯片业界必须迅速攻克灵活性、兼容性等难题。为解决这一问题,清华大学设计了一种软硬件泥合的多媒体处理器解决方案,支持mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264/AVS视频标准以及相关的音频编码标准。其核心是设计一种多媒体处理芯片,该芯片对于通用的多媒体编码中的计算密集型的数据处理,如运动补偿算法(MotionCompensation)、反离散余弦变化(iDCT)、色彩空间转换等,采用ASIC实现。在此硬件平台之上,设计一套与具体标准无关的多媒体处理通用软件开发接口,实现软硬件混合的媒体处理。这样就能够增加媒体处理的灵活性一可以通过修改软件来支持新的编码标准或者新的应用。

软硬件混合的多媒体处理器芯片设计

汪国林

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目前,多媒体视频领域存在多个编码标准,包括mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264,以及我们国家拥有自主知识产权的AVS标准。mpeg4标准之中又包括xvid、divx等,而h.264可能也将存在多种编码标准。其中新的编码标准,如h.264、VC-1等,由于其需要较高的处理能力,仅仅依靠嵌入式CPU或DSP的多媒体解决方案是无法获得满意的性能指标的,因此必须采用专用集成电路(ASIC)方法来实现硬件加速功能。 但这种ASIC设计方法一即通过硬件实现直接提供某种(些)编码格式的支持缺乏灵活性,一旦有种新的编码标准推出,就需要重新设计开发芯片。面对众多的媒体编码标准,这种方式增加了设计以及应用成本。而就目前市场发展来看,多种视频编解码技术将长期共存,迫使芯片业界必须迅速攻克灵活性、兼容性等难题。为解决这一问题,清华大学设计了一种软硬件泥合的多媒体处理器解决方案,支持mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264/AVS视频标准以及相关的音频编码标准。其核心是设计一种多媒体处理芯片,该芯片对于通用的多媒体编码中的计算密集型的数据处理,如运动补偿算法(MotionCompensation)、反离散余弦变化(iDCT)、色彩空间转换等,采用ASIC实现。在此硬件平台之上,设计一套与具体标准无关的多媒体处理通用软件开发接口,实现软硬件混合的媒体处理。这样就能够增加媒体处理的灵活性一可以通过修改软件来支持新的编码标准或者新的应用。

软硬件混合的多媒体处理器芯片设计

汪国林

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目前,多媒体视频领域存在多个编码标准,包括mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264,以及我们国家拥有自主知识产权的AVS标准。mpeg4标准之中又包括xvid、divx等,而h.264可能也将存在多种编码标准。其中新的编码标准,如h.264、VC-1等,由于其需要较高的处理能力,仅仅依靠嵌入式CPU或DSP的多媒体解决方案是无法获得满意的性能指标的,因此必须采用专用集成电路(ASIC)方法来实现硬件加速功能。 但这种ASIC设计方法一即通过硬件实现直接提供某种(些)编码格式的支持缺乏灵活性,一旦有种新的编码标准推出,就需要重新设计开发芯片。面对众多的媒体编码标准,这种方式增加了设计以及应用成本。而就目前市场发展来看,多种视频编解码技术将长期共存,迫使芯片业界必须迅速攻克灵活性、兼容性等难题。为解决这一问题,清华大学设计了一种软硬件泥合的多媒体处理器解决方案,支持mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264/AVS视频标准以及相关的音频编码标准。其核心是设计一种多媒体处理芯片,该芯片对于通用的多媒体编码中的计算密集型的数据处理,如运动补偿算法(MotionCompensation)、反离散余弦变化(iDCT)、色彩空间转换等,采用ASIC实现。在此硬件平台之上,设计一套与具体标准无关的多媒体处理通用软件开发接口,实现软硬件混合的媒体处理。这样就能够增加媒体处理的灵活性一可以通过修改软件来支持新的编码标准或者新的应用。

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汪国林

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目前,多媒体视频领域存在多个编码标准,包括mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264,以及我们国家拥有自主知识产权的AVS标准。mpeg4标准之中又包括xvid、divx等,而h.264可能也将存在多种编码标准。其中新的编码标准,如h.264、VC-1等,由于其需要较高的处理能力,仅仅依靠嵌入式CPU或DSP的多媒体解决方案是无法获得满意的性能指标的,因此必须采用专用集成电路(ASIC)方法来实现硬件加速功能。 但这种ASIC设计方法一即通过硬件实现直接提供某种(些)编码格式的支持缺乏灵活性,一旦有种新的编码标准推出,就需要重新设计开发芯片。面对众多的媒体编码标准,这种方式增加了设计以及应用成本。而就目前市场发展来看,多种视频编解码技术将长期共存,迫使芯片业界必须迅速攻克灵活性、兼容性等难题。为解决这一问题,清华大学设计了一种软硬件泥合的多媒体处理器解决方案,支持mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264/AVS视频标准以及相关的音频编码标准。其核心是设计一种多媒体处理芯片,该芯片对于通用的多媒体编码中的计算密集型的数据处理,如运动补偿算法(MotionCompensation)、反离散余弦变化(iDCT)、色彩空间转换等,采用ASIC实现。在此硬件平台之上,设计一套与具体标准无关的多媒体处理通用软件开发接口,实现软硬件混合的媒体处理。这样就能够增加媒体处理的灵活性一可以通过修改软件来支持新的编码标准或者新的应用。

同轴全息光存储系统

陈柏强

北京理工大学/电子信息

当前存储介质技术基本被国外所垄断,需要原始创新解决自主知识产权问题,从国家战略迫切需求存储介质自主可控方面;随着大数据时代的到来,对存储介质的存储密度和传输速度的技术要求进一步提高;大数据产业的发展也要求进一步降低数据存储成本和存储能耗;航天等特殊领域除上述要求外还要求抗辐射、重量轻等。 变革性和先进性: 该项目是下一代光存储技术,属于大数据领域存储介质方向。该项目具有超高存储密度,超快存取速度,超长寿命保存,超强保密性能,且能耗低,重量轻,抗辐射,知识产权自主可控等诸多特点。与传统存储介质相比存储密度提高近3个数量级,存取速度提高近2个数量级,存储成本降低1个数量级,存储能耗降低1个数量级。 应用和促进:该项目应用于大数据中心、国防保密存储介质及航天应用等。能够促进国家信息化战略和自主知识产权战略实施,推动存储介质技术进步,加速信息、大数据、存储等产业发展。 项目现状:项目已经完成大部分基础研究和关键技术攻关,当前具备进行成果转化的条件,需要进行适应性工程开发,就可以完成单台的样机,与相关企业合作可以进行系统集成,可在短期内生产全息光存储光盘库机柜。 目标产品: 全息光驱及光盘库系统;全息光盘材料和全息光盘;全息光盘读写控制软件系统及光盘库系统集成软件 。

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