Transcodifica video in tempo reale

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Grazie a due co-processori dedicati, il nuovo dispositivo DM6467 di Texas Instruments offre una potenza di elaborazione sufficiente a rimpiazzare numerosi chip della precedente generazione, permettendo di ridurre i costi del sistema.


Negli ultimi anni il boom del video digitale ha portato alla nascita di molti diversi formati di codifica, rivolti a una molteplicità di piattaforme hardware e canali di trasmissione. Basti citare, a titolo d'esempio, le sigle Mpeg-2, Mpeg-4, Mjpeg, H.264, H.264 BP, Wmv9, i formati Quicktime e Real Video, fonti come YouTube e Google Video, ecc. Ulteriori applicazioni di codifica video si sono sviluppate in altri settori dell'elettronica, come la videosorveglianza (con registrazione digitale), la videoconferenza, ecc. La proliferazione dei formati ha creato un mercato per le applicazioni di transcodifica in tempo reale, necessarie per trasportare i contenuti video da una piattaforma hardware a un'altra.

Da tempo il mercato offre soluzioni utilizzabili per la transcodifica video in tempo reale, attività che richiede una notevole capacità di elaborazione e quindi costi non trascurabili. Texas Instruments ha recentemente presentato un nuovo circuito integrato che consente di realizzare soluzioni di transcodifica a singolo chip e, grazie alle proprie elevate prestazioni, promette una sensibile riduzione dei costi a livello di sistema. Il dispositivo, denominato DM6467, fa parte della famiglia DaVinci e si rivolge ad applicazioni in una molteplicità di sistemi professionali e consumer: media gateway, unità di controllo multi-point, adattatori video digitali, Dvr per sistemi di sicurezza, set-top box IP ecc. Il chip è in grado di trattare in tempo reale anche immagini video ad alta definizione, fino a H.264 HP@L4 (1080p 30 fps, 1080i 60 fps, 720p 60 fps).

Co-processori dedicati

Il dispositivo comprende quattro processori: una Cpu Arm 926EJ-S a 300 MHz, un Dsp C64x+ a 600 MHz e due co-processori video ad alta definizione. L'aumento delle prestazioni si deve soprattutto a questi ultimi elementi, che sono presenti in coppia per fornire maggiore flessibilità, ad esempio per svolgere contemporaneamente codifica e decodifica - in trasmissione e in ricezione - come può essere necessario nel caso della videotelefonia. I co-processori video offrono oltre 3 GHz di potenza di elaborazione Dsp grazie ad acceleratori dedicati per la transcodifica H.264 1080i (alta definizione). Il chip comprende inoltre un engine di conversione dei dati video che effettua operazioni quali downscaling, chrome sampling e menu overlay. La transcodifica video impegna meno di 300 MHz della potenza di elaborazione del Dsp; il resto è disponibile per funzioni legate alla specifica applicazione. Fanno parte del dispositivo, inoltre, anche varie periferiche per la connessione con l'esterno, tra cui bus Pci e gigabit Ethernet.

Prestazioni e risparmi

Secondo Texas Instruments, il nuovo DM6467 offre prestazioni dieci volte superiori rispetto ai preesistenti dispositivi della stessa TI e consente quindi la realizzazione di soluzioni caratterizzate da costi dieci volte inferiori. La riduzione dei costi si basa sulla possibilità di usare un minore numero di chip per raggiungere la stessa potenza di elaborazione. A questo proposito Texas Instruments cita tre esempi:

1 - una unità per multiconferenza, dove ogni canale di video ad alta definizione richiedeva tre Dsp TMS320C6415T da 1 GHz, con un costo di 507 dollari per canale. Il nuovo DM6467 può farsi carico del lavoro dei tre Dsp, portando così il costo per canale a 35,95 dollari (il prezzo di vendita del dispositivo per quantità di cinquantamila pezzi);

2 - l'applicazione realizzata dalla società RipCode, che fornisce servizi di transcodifica video “on demand” tramite web. Utilizzando il chip DM6467, RipCode ha potuto realizzare un nuovo sistema di transcodifica capace di rimpiazzare fino a venti server della precedente generazione;

3 - i registratori video digitali utilizzati nei sistemi di videosorveglianza. Fino a ieri la realizzazione di un sistema a quattro canali (cioè capace di registrare le immagini prodotte da quattro telecamere) richiedeva quattro Dsp DM643. Un unico chip DM6467, invece, è in grado di svolgere tutte le elaborazioni necessarie per l'intero sistema. In particolare, il nuovo dispositivo permette di codificare fino a cinque canali H.264 MP D1 e di decodificare fino a sei canali H.264 MP, consentendo la realizzazione di sistemi ibridi (HD e SD insieme). Le prestazioni sono sufficienti per aggiungere anche algoritmi “proprietari” e funzioni analitiche.

In tutti i casi, l'adozione di DM6467 porta anche vantaggi indiretti legati alla riduzione del consumo di energia, alla riduzione del numero di componenti nel sistema, alla possibilità di ottenere risparmi su altri chip tra cui le memorie Ddr2, le flash e l'Fpga.

L'ambiente di sviluppo DaVinci

Il chip DM6467 può sfruttare l'ambiente di sviluppo della famiglia DaVinci, che comprende una serie di strumenti hardware e software. TI ha inoltre preparato un modulo di valutazione appositamente rivolto al nuovo dispositivo, che comprende il Linux di MontaVista, varie interfacce di programmazione (Api), il codec engine DaVinci e numerosi codec multimediali. Oltre ai codec standard dei settori video, imaging, speech e audio, l'ambiente di sviluppo comprende anche nuovi transcoder, ad esempio per la conversione da Mpeg-2 a H.264. Ulteriore sostegno può essere richiesto a varie società terze che forniscono soluzioni legate ai dispositivi TI, tra cui Avtrex, Ittiam, Nuvation, E-infochips, MangoDsp, Sentivision, Ateme e Ant.

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