Эпиграф:

[Стюардесса в начале полета]:
Уважаемые Дамы и Господа, приветствуем Вас на борту нашего новейшего воздушного лайнера.
На 2-ом этаже нашего самолета находятся бары, ресторан и казино,
на 3-ом этаже - сауна и бассейн, на 4-ом этаже - дискотека и кинотеатр,
на 5-ом этаже - теннисные корты и солярий.
А теперь, уважаемые Дамы и Господа, пристегните ремни, поднимите спинки кресел в вертикальное положение, и мы попытаемся со всей этой фигней взлететь.
[анекдот]

1.Введение

В статье встречается много специальных англоязычных терминов и сокращений. Расшифровка некоторых из них, наиболее важных и не примелькавшихся, см. в конце статьи, п.5.

2.1.Особенности
Новый медиа процессор Mpact - это законченное решение для мультимедиа систем с высочайшей степенью производительности, интегрированности и гибкости при минимальной общей цене. Можно отметить следующие характеристики процессора Mpact:

Завершенность
- Полное аппаратное решение для всех интерфейсов к мультимедиа портам компьютера для подключения монитора, аудиосистемы (вход и выход), телефона, видео (вход и выход), джойстика / MIDI.

- Встроенное ПО выполнения всех основных функций мультимедиа для компьютера на платформе x86 под управлением MS Windows 95.

Высокая производительность
- Процессор, выполненный по архитектуре c очень длинными командами (Very Long Instruction Word (VLIM)) с пиковой производительностью 3.6 миллиардов операций в секунду для версии Mpact R/3600.

- 5 параллельно работающих контроллеров ввода/вывода и доступа к памяти.

- Интерфейс PCI шины 132 МБ/с с bus mastering.

- Параллельная работа под управлением многозадачного ядра реального времени (MRK, multitasking real-time kernel).

- Динамическое разделение вычислений с x86 ЦПУ для достижения наивысшей общей производительности с использованием менеджера ресурсов (MRM, Mpact resource manager).

Гибкость
-Загружаемые модули mediaware обеспечивают выполнение новейших функций мультимедиа, используемых в развивающихся стандартах программных интерфейсов (API) и ОС при использовании тех же самых аппаратных средств.

- Организуемые программно-аппаратные интерфейсы поддерживают популярные сегодня дисплеи, видеокодеры и декодеры, аудиокодеки, модемы, и в то же время обеспечивают возможность выполнения требований, которые будут предъявляться к подобным устройствам в будущем.

Низкая цена
- Высокая интеграция интерфейсов требует минимального количества дополнительных компонент,

- Встроенный 24-битный true-color RAMDAC для дисплея.

- Для нормальной работы необходим всего один модуль Rambus DRAM на 2 МБ.

- 240-контактный HQFP корпус небольшого размера.

2.2.Краткое описание
Mpact медиа процессор представляет собой высокопроизводительный сопроцессор для использования в IBM PC совместимых компьютерах, работающих под управлением MS Windows 95. С загруженными модулями mediaware Mpact процессор предоставляет поддержку для всех семи функций мультимедиа:

- Видео: декодирование MPEG-1 и MPEG-2, кодирование в MPEG-1.

- 2D графика: полная поддержка VGA и SVGA, ускорение воспроизведения видео и GUI через GDI и DirectDraw.

- 3D графика: полная поддержка ускорения 3D графики через Direct3D.

- Цифровой (высококачественный) звук: совместимость со стандартными звуковыми картами, 3D Audio (SRS) и 3D positional аудиоэффекты (DirectSound), декодирование Dolby AC-3 и MPEG-1, синтезаторы по таблице волн (Wave Table) и Wаveguide.

- Факс/модем: скорость передачи данных до 33.6 Кб/с, факсов - до 14.4 Кб/с, а также одновременная передача голоса и данных (DSVD - Digital Simultaneous Voice and Data).

- Телефон: полнодуплексный ввод/вывод звука, голосовая почта, АОН (Caller ID).

- Видеотелефон: H.324 по обычным телефонным линиям (POTS) и H.320 по ISDN.

Медиа процессор Mpact R использует оптимизированное многозадачное ядро реального времени для одновременного выполнения упомянутых выше модулей mediaware. Это ядро, например, позволяет одновременно использовать 2D и 3D графические ускорители, синтезатор звука и модем одновременно.

CPU в Mpact R/3600 имеет 5 исполнительных блоков, работающих параллельно и управляемых совместно 72-битовыми командами (этими самыми VLIW - очень длинными командами). Одна 72-битовая команда может задать, например, выполнение восьми операций над байтами в каждом из 4 ALU, что обеспечивает производительность в 2.4 миллиарда операций в секунду (BOPS). Пиковая производительность достигает 3.6 BOPS. Память команд используется очень эффективно благодаря наличию команд векторной обработки и повторения блоков.

Четыре блока CPU являются ALU с несколько различающимися функциями, а пятый блок - блок расчета движения (Motion Estimation Unit) - состоит примерно из 400 арифметических субблоков, которые обеспечивают дополнительную производительность в 24 BOPS при работе с MPEG.

Все основные узлы Mpact R/3600, в том числе и RDRAM (см. ниже), работают на частоте 300 МГц.

Пять контроллеров (их число не связано напрямую с числом блоков в CPU) разделяют с CPU доступ к SRAM и поддерживают широкий набор мультимедийных устройств:

• Контроллер дисплея (Display controller).
• Видеоконтроллер (Video controller).
• Контроллер периферийных устройств (Peripheral controller).
• Контроллер ОЗУ (Memory controller).
• Контроллер шины PCI (PCI Bus controller).

Каждый из этих контроллеров связан с соответствующими устройствами своим интерфейсом:

• Интерфейс дисплея (Display): для непосредственного подключения к цветному монитору (разрешение до 1600x1200). Это аналоговые выходы RGB, выходы синхросигналов, вход и выход тактовых частот, некоторые вспомогательные сигналы.
• Видеоинтерфейс (Video): для ввода и вывода цифровых видеопотоков (в формате YUV 4:2:2). Это цифровая 16-разрядная шина ввода/вывода, вход тактовой частоты, входы и выходы синхронизации.
• Интерфейс ввода/вывода периферийных устройств (Peripheral I/O): для подключения последовательных и параллельных кодеков цифрового (высококачественного) звука, телефонного кодека, интерфейсов джойстика и MIDI, а также ROM BIOS и Plug and Play ROM. Для повышения гибкости данный интерфейс управляется микропрограммно (микропрограмма загружается в управляющую память объемом 96 байтов. Физически это три разных интерфейса и шины:

параллельный интерфейс - 8-разрядная шина ввода/вывода и достаточно большой набор выходных сигналов управления. К этому интерфейсу подключаются практически все контроллеры (кроме видеокодеков и кодека модема), а так же ROM (причем адреса ROM тоже передаются через эту 8-разрядную шину, и защелкиваются в трех 8- разрядных регистрах, образуя 24-разрядный адрес ROM);

последовательный интерфейс - 4 канала ввода, 4 канала вывода и раздельные входы для тактовых и синхро сигналов для каждого канала (4 сигнала синхронизации и 4 тактовых сигнала). Используется для обмена данными с кодеком цифрового звука и кодеком модема;

специальный интерфейс - набор из трех интерфейсов:

Mpact последовательная шина - 1 бит шина ввода/вывода и сигнал синхронизации, используется, например, как дополнительный канал обмена информации с видеокодеками;

два цифровых программируемых выхода, используются для управления устройствами и ROM;

последовательная 1 бит шина ввода/вывода для подключения PROM идентификации периферийной системы (Peripheral system identification ROM) - из этой PROM (запрограммированной при производстве устройства с процессором Mpact) читается уникальный серийный номер.

• Интерфейс ОЗУ (Memory): для подключения БИС ОЗУ с интерфейсом Rambus Signaling Logic (RSL) - RDRAM - шириной 9 бит. В обычной конфигурации к этому интерфейсу подключается один модуль RDRAM 2 МБ, максимум - 8 МБ. Это 9- разрядная шина ввода/вывода и несколько управляющих и тактовых сигналов, причем интерфейс Rambus обеспечивает передачу информации (в блочном режиме) по каждому фронту сигнала тактового генератора, т.е. 600 МБ/с при тактовой частоте 300 МГц.
• Интерфейс шины PCI (PCI Bus): для подключения к PCI шине компьютера. Пропускная способность до 132 МБ/с. Это полный интерфейс 32 бит 33 МГц шины PCI, соответствующий rev. 2.0 спецификации как с 3.3 В, так и с 5 В уровнями сигналов. На шине PCI Mpact проявляется как 128 МБ в адресном пространстве, как 128 КБ BIOS Extension и как набор адресов портов и RAM для эмуляции стандартных устройств (VGA).
• Системный интерфейс (System Interface): сигналы этого интерфейса определяют режимы запуска и тестирования процессора Mpact. Один из сигналов позволяет запретить процессору Mpact после запуска проявлять себя как устройство VGA. Другой сигнал может ввести Mpact в тестовый режим, при котором изменяются функции некоторых выводов. Тестовый режим не используется при нормальной работе.

Процессор Mpact выполнен в 240-контактном квадратном корпусе для монтажа на поверхность размером примерно 30x30 мм. Для работы ему необходимы два напряжения питания - 3.3 В и 5 В.

РИСУНОК

(Окончание в следующем номере.)

Дмитрий Ковригин, ведущий специалист фирмы Эврика