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一种新颖的多媒体SoC芯片--Virgine G2

2016-09-30 01:02 摘要：韩国ADChips公司推出的内嵌32位微处理器的多媒体芯片Virgine G2，集视频、音频处理为一身，内部包括1个基于三维图形算法的二维图形加速器，还嵌入了1个32通道的8/16位音频引擎，以及视频DAC、DRAM控制器、DRAM控制器、DMA、定时器、双串口等多种外设。本文就韩国ADChips公司的多媒体处理芯片Virgine G2的结构和使用的方便性作一些分析。

PC内部是由CPU、主板、显示卡、声卡等一系列器件组成的，体积大、功耗高。在嵌入式应用中对体积和功耗有严格限制，需要一种集CPU、显示和声卡于一身的芯片。韩国ADChips公司适时推出了一款内嵌32位微处理器的多媒体芯片Virgine G2，使得外部电路的设计变得非常简便。

1 芯片结构

芯片的结构如图1所示，主要由CPU、2D图像加速器、音频引擎及周边外设组成。

1.1 32位微处理器EISC SE3208

Virgine G2芯片中内嵌的EISC CPU--SE3208是该公司自主版权的32位CPU，内含2路4KB的Cache,最大频率为45MHz。

可扩展的指令集计算机EISC（Extendable Instruction Set Computer）基于RISC，使用精简指令集，指令运行为单时钟周期；但是它融合了CISC的优点，即代码密度非常高。它体积小，功能却很强大，非常适用于作为嵌入式的MCU。

EISC CPU使用定长的16位指令，操作数可以灵活扩展为16/32/64位，这是通过扩展寄存器和扩展指令实现的；EISC CPU的程序代码小，并且向上兼容，16/32/64位EISC CPU的代码可以通用，方便升级；EISC CPU全部使用C/C 语言进行开发。

1.2 基于3D的2D图形加速器

芯片的图像加速器最高工作在90MHz。CRT控制器支持NTSC/PAL及SVGA显示，还支持和外部电视信号的叠加，每行最大1024个像素，16bit彩色模式；支持纹理和实时贴图、透明和α（半透明）变换、图像旋转和放大/缩小等，如图2所示。

贴图性能：每秒处理580个对象。（测试条件：80MHz工作频率下，320×240显示模式，256×256的纹理尺寸。）

最大外接视频存储器（frame memory）：8MB DRAM，最大外接纹理存储器（texture memory）：8MB DRAM。

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贴图原理与Windows的DirectX兼容，简介如下：

①在texture memory中（0X3800000～0X381FFFF) 有128KB的队列，用于发出贴图命令包。用户开始将图片（可支持BMP的各种格式）放在texture memory中的剩余空间（稍小于8MB）。

②每一个命令包有64B,因此共有2048个命令包，并且构成循环队列。

③在frame momory中有前后缓冲区，用户设置即即可。

④贴图的过程为：a.命令包1,2,3,4,5，……，将图片贴在后缓冲区中，可以有覆盖、透明、半透明方式，并可以缩放和旋转，由图像加速器自己合成一张整幅图像，这时并不显示。b.执行一条FLIP指令，前后缓冲区交换，图像显示出来，之前发出的命令包被舍弃。c.重复过程a,b，……，可实现动画的播放，过程与Windows的DirectX兼容，熟悉Windows动画的人使用起Virgine G2来非常方便。

1.3 音频引擎

Virgine G2支持8/16位最大44.1kHz的PCM格式的声音，在Windows中即为Wav文件。声音播放原理如下：

①有32个通道可以同时播放。对应32个寄存器组（分布在0x4800000～0x48003ff中），指明声音的地址，播放方式。

②声音数据一般放在frame memory或texture memory中除了图像外的剩余空间，最大可用4MB。