目前，视讯终端一般是基于X86结构的，在成本、稳定性、噪声、使用、安全和维护等方面存在着一系列急需解决的问题。解决的办法是采用嵌入式架构，开发基于主从双处理器的终端，从处理器完成媒体处理，主处理器完成协议和上层应用。这种终端具有成本低、稳定性高的特点。在这种系统中，主从处理器之间的数据传递方式对性能影响很大，主要的方式包括事件驱动和消息驱动两种模式。本文综合二者的优点，提出一种基于共享内存池传递数据的新方法。
1 系统硬件平台及软件架构
　　系统硬件包括MIPS(充当主控芯片HOST)和多个DSP(可以是DM642、TM1502等多种DSP)，通过PCI总线传递命令和数据。屏蔽硬件细节，可以视其为以PCI总线成树型联结的分布式系统，如图1所示。

　　在图1中，DSP芯片组完成视音编解码" title="编解码">编解码、本地图像的获取和显示，任务单一，被视为协处理器" title="协处理器">协处理器族；HOST芯片在本系统中是MIPS，对上完成协议栈，对下完成打拆包后的数据收发以及对协处理器的控制(包括协处理器增加、配置、工作状态设定、任务分配与均衡、协处理器删除等功能)。HOST和协处理器族通过PCI总线互联，所有控制命令和数据都通过PCI总线传递。
　　屏蔽硬件差别，该系统软件结构可以抽象成如图2所示形式。

　　主从两侧分别提供相应的驱动，通过驱动层相互作用。协处理器一侧的驱动分成各个芯片的驱动，位于各个芯片系统中。传递的信号或数据流都简化为通道上的命令和数据；每个协处理器视为一个节点；协处理器的启用/停止/任务改变视为节点的增/删/节点状态改变。
2 数据链路层设计
2.1 节点的状态及管理
　　在多处理器平台上，协处理器被视为处理器网络上的节点，每个节点就是一个DSP处理器。对于每个节点，可能处在多路" title="多路">多路视(音)频编码，也可能处在多路视(音)频解码，或者同时进行多路视(音)频编/解码。因此，节点的状态定义为对一路视(音)频而言所处的编解码状态，即一个通道的状态，DSP节点的状态是各通道视(音)频处理状态的合集。从而可以将各通道粗略地分成4个状态：
　　(1)RESET状态
　　系统启动，DSP尚未运行时，为了降低系统功耗，所有DSP处于硬件复位状态；当HOST要求DSP推出服务时，将DSP硬件复位，即回到复位状态。此时编解码算法尚在HOST处。
　　(2)IDLE状态
　　HOST的资源分配算法要求启用DSP时，退出DSP硬件复位，DSP引导,并下载软件及算法，DSP空转，各路编解码器处于待命状态。为简单起见，此时应同时下载编、解算法，避免分步下载。
　　(3)CODER状态
　　DSP仅执行编码，包括视频和音频算法。可以支持多路，算法应可重入。
　　(4)DECODER状态
　　DSP仅执行解码，包括视频和音频算法。可以支持多路，算法应可重入。
　　为了驱动DSP在以上状态间转换，定义一组命令字，由HOST发给DSP，驱动DSP的状态变化。命令字的含义如下：
　　(1)Create/Delete：DSP处于RESET状态时，发出Create命令，引导DSP，并向DSP下载视音频" title="视音频">视音频编解码算法，DSP进入IDLE状态；当DSP退出运行时，发出Delete命令，DSP进入复位状态。
　　(2)Enc(vEnc/aEnc)：可细分为视频编码和音频编码。当发出该命令时，DSP进入CODER状态，同时进行多路视音频编码。
　　(3)Dec(vDec/aDec)：可细分为视频解码和音频解码。当发出该命令时，DSP进入DECODER状态。
　　(4)Pause(vPause /aPause)：可细分为视频编解码和音频编解码。当发出该命令时，DSP进入IDLE状态。
　　在上层软件的数据结构" title="数据结构">数据结构中，以链表来管理DSP节点，增加一路视音频对应链表节点的插入，减少一路视音频对应链表节点的删除，视音频节点分别在两个链表中排列。
2.2 命令/数据的传递通道及其编码形式
　　HOST和CO-PROCESSOR族通过PCI总线连接，之间的命令、状态、数据可以通过邮箱、旗语等方式传递，实现方式可以是共用存储器，也可以是中断，前者的优点是简单、容易实现，不足是实时性不够，而后者刚好相反。
　　在本设计中，采用共用存储器传递命令和数据，而以中断发起申请。不论命令、数据，也不论HOST/DSP，发起方首先填充信息模板和缓冲区，然后以中断提起申请，最后以旗语提供校验。
2.2.1 消息模板的构成
　　为了提供主从处理器之间的数据链路，在每个DSP的内存中设置信息模板和数据缓冲区。结构如图3所示。

　　· DSP Index：HOST的DSP节点管理器分配给该DSP的索引号，此处用于DSP查询自己的任务管理器，仅作校验。
　　· Channel Index：HOST要求操作的DSP中的索引号，不同的DSP分别编排不同索引号，同一DSP中不同的任务序列，如编码和解码序列，可能出现相同的索引号。
　　· perateMode(操作模式)：
　　MSB＝0　　　　该信息模板由HOST填写
　　MSB＝1　　　　该信息模板由DSP 填写
　　操作模式字段和后面的参数区共同确定特定DSP上一个通道的操作，屏蔽最高位，该字段的值和操作建立对应关系。
　　· OperateState(操作状态)： 操作状态描述主从处理器的同步关系，分两个字段。高字段作备份，用于不采用中断情况下的同步控制；低字段描述操作过程中主从之间的握手关系。

　　SyncReq同步申请：是中断同步方式的备份。一般情况下，发起者发出中断，通知被操作方阅读信息模板的内容；在备份方式下，发起方通过该字段置位通知被操作方，并由被操作方改写该字段表示已完成。
　　SyncReq的取值：
　　SYNC_NO_ACK /0：缺省状态，标识没有阅读。同于不发起中断
　　HOST_ACK_DSP /128＋1：HOST发出的请求DSP 阅读模板内容命令
　　DSP_ACK_HOST /128＋2：DSP发出的请求HOST阅读模板内容命令
　　StateCode状态码：标识主从处理器交互的状态。
　　HOST_REQ_DSP_READ_MESSAGE /1：HOST填写完成，要求DSP阅读模板内容
　　HOST_END_READ_MESSAGE /2：HOST结束阅读模板内容答复
　　HOST_SEND_DATA_OVER /3：HOST发送数据结束
　　HOST_READ_DATA_OVER /4：HOST接收数据结束
　　DSP_REQ_READ_MESSAGE /5：DSP发出的请求阅读模板内容请求
　　DSP_END_READ_MESSAGE /6：DSP结束阅读模板内容答复
　　DSP_SEND_DATA_OVER /7：DSP发送数据结束
　　DSP_READ_DATA_OVER /8：DSP接收数据结束
　　· DnldStartAddr(下行数据缓冲区起始地址)：DSP填写的下行数据的头地址。
　　· DnldBlockLen(下行数据块长度)：HOST填写的下行数据的长度。
　　· UpldStartAddr(上行行数据缓冲区起始地址)：HOST填写的上行数据的头地址。
　　· UpldBlockLen(上行数据块长度)：DSP填写的上行数据的长度。
　　· VideoEncPara(视频编码器参数表)：HOST填写的生成视频编码器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。
　　· VideoDecPara(视频解码器参数表)：HOST填写的生成视频解码器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。
　　· AudioEncPara(音频编码器参数表)：HOST填写的生成音频编码器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。可用一个数据结构来表达，此处暂空32字节。
　　· AudioEncPara(音频解码器参数表)：HOST填写的生成音频解码器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。可用一个数据结构来表达，此处暂空32字节。
　　· VideoCapturePara(视频采集参数表)：HOST填写的生成视频采集器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。
　　· VideoCapturePara(视频显示参数表)：HOST填写的生成视频显示器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。
　　· AudioCapturePara(音频采集参数表)：HOST填写的生成音频采集器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。可用一个数据结构来表达，此处暂空32字节。
　　· AudioPlayPara(音频播放参数表)：HOST填写的生成音频采集器的参数表，或者DSP填写的答复HOST查询的参数表。可用一个数据结构来表达，此处暂空32字节。
2.2.2 消息模板的基本操作单元
　　(1)握手的方式
　　基本操作包括发起操作申请的方式和应答逻辑。发起方填写了信息模板后，要求应答方阅读模板，即发起操作申请，方式有两种：一种是利用中断。发起方提起中断申请，应答方通过中断响应或中断查询方式获取请求并阅读模板，然后清除中断申请，表示该次操作完成。另一种是利用旗语，即发起方通过改写信息模板的SynReq(同步申请)字段发起申请，应答方通过查询旗语获取请求并阅读模板，然后重置SynReq(同步申请)，表示该次操作完成。
　　(2)握手的协议
　　所有操作分成三类，即设置参数、查询参数、传输数据。原则是数据的所有方发起传输。
　　①HOST要求设置参数，包括视音频编解码器、视音频输入输出的参数。图4是设置参数的流程图，其中(a)是HOST侧的协议，(b)是DSP侧的协议。
　　②HOST要求下行视音频数据，包括视音频编解码器的数据。本着数据的所有方发起传输的原则，数据下行传输由HOST发起。图5是下行参数的流程图，其中(a)是HOST侧的协议，(b)是DSP侧的协议。
　　③HOST要求上行视音频数据，包括视音频编解码器的数据。此时传输的发起方是DSP。过程与数据下行类似。
　　(3)信息模板的建立

　　信息模板位于DSP单元中，被HOST和DSP访问，每个DSP都有一张信息模板。为了不影响DSP对内存空间的自由使用，信息模板的位置并不是默认的固定位置，而是在初始化阶段由HOST和DSP协商确定其位置。
　　在本设计中，利用寄存器PCIMA传递信息模板基址，以中断发起申请。
　　如图6所示，将寄存器PCIMA内容分成3段，即ADDRESS、VERIFY、RESEARVE字段。低2位保留，不使用；高位31～6为信息模板基址，可见基址必须64字节对齐。低位5～2为校验字段，DSP填写基址后，将VERIFY字段置0101，表示基址可用，发起中断，要求HOST读取；HOST响应中断，查询VERIFY字段为0101后，读取基址，将基址按位取反，VERIFY字段置1010，发起中断，要求DSP校验；DSP校验无误后开始正常操作。如果有错误，则DSP将VERIFY置为0011，ADDRESS字段填写错误码。