一种基于国产化平台核显视频解码显示系统的制作方法

1.本发明属于视频解码领域，具体涉及一种基于国产化平台核显视频解码显示系统。


背景技术：

2.现有的视频解码技术中，考虑到高清视频的分辨率很大，码率较高的特点，利用传统的cpu解码造成负荷很大影响使用体验。目前国产化cpu主要是申威、飞腾和龙芯等方案，多数芯片方案没有实现cpu中核芯显卡功能。在非国产化平台上，intel和amd的cpu具有集成核芯显卡的功能，包含媒体加速能力；而国产化cpu平台上由于技术能力和硬件工艺的缘故，尚不具备集成核显的功能。要实现多媒体需求，要么依靠cpu的算力进行视频处理，会带来cpu占用率高的问题；要么是依靠外接独立显卡(如景嘉微jm7200)或者独立ip核方式(如飞腾x100套片)。
3.景嘉微jm7200显卡是独立显卡核芯显卡，集成了视频编解码加速功能。需要通过pciex4插槽的方式跟cpu连接通信，体积较大。飞腾x100套片是飞腾公司2021年推出的一款芯片，集成了核芯显卡、sata、音视频接口等，配合飞腾cpu可以实现高性能的桌面应用，但是x100和飞腾cpu是两块不同的芯片组，市面上通常的做法是将x100和其它外设接口做成一个硬件模组，和飞腾cpu结合做成一个核心板使用，另外也可以利用x100套片做成独立显卡，作为独立显卡应用。
4.在国产化平台上，实现视频解码显示功能无论采用景嘉微jm7200独立显卡还是类似飞腾x100套片形式，由于结构设计复杂，存在体积大，功耗大的劣势，不适合移动轻办公应用，对于小型化设备，笔记本电脑无法满足要求。在景嘉微7200显卡和飞腾x100套片中，存在对于h.265视频格式不支持或解码能力有限的问题，直接将这类视频送给显卡解码会造成无法解码，黑屏，严重的会导致核芯显卡阻塞异常。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于针对解决背景技术中提出的问题，提出一种基于国产化平台核显视频解码显示系统。
6.为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
7.本发明提出的一种基于国产化平台核显视频解码显示系统，包括依次连接cpu、核芯显卡和显示器，cpu包括若干个核心，核芯显卡包括解码单元、图像处理单元和显示单元，解码单元设有api接口，其中：
8.cpu的其中一个核心将视频数据读取至cpu的内存，并且cpu对视频数据进行分析处理，得到视频数据的相关信息。
9.cpu调用api接口进行资源初始化，并查询核芯显卡视频解码能力集合。
10.cpu将视频数据的相关信息传递至核芯显卡的视频解码能力集合参数中，并将核芯显卡支持的视频数据发送至核芯显卡的显存，将核芯显卡不支持的视频数据留在cpu的
内存中。
11.cpu配置视频数据解码后的缩放参数和格式转换，并配置待显示的视频画面和显示单元的绑定关系。
12.cpu调用解码单元的api接口，解码单元读取显存内核芯显卡支持的视频数据，并通过解码单元开始对视频数据进行解码，并将解码后的数据存入显存。
13.图像处理单元从显存读取解码后的数据，且图像处理单元根据缩放参数和格式转换对解码后的数据进行相应的处理得到显示的视频画面，并发送至显示单元。
14.最后显示单元将显示的视频画面直接信号输出，并且通过显示器对视频画面进行显示。
15.优选地，cpu对视频数据进行分析处理，得到视频数据的相关信息，包括：cpu将视频数据去掉封装信息，保留原始编码数据，分析出视频数据的编码格式、分辨率、帧率、规格和等级相关信息。
16.优选地，api接口为vaapi或vdpau架构的公开接口，或非公开的sdk接口。
17.优选地，cpu配置视频数据解码后的缩放参数和格式转换，包括：
18.图像处理单元对解码后的视频数据进行等比例缩放处理；
19.并将视频数据解码后的yv12或nv12格式转换为rgb。
20.优选地，显示单元上设有显示端口，且显示端口通过视频信号与显示器连接。
21.优选地，配置待显示的视频画面和显示单元的绑定关系，包括：
22.待显示的视频画面与显示端口的绑定关系和经过缩放后的画面在显示器表面的坐标位置关系。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.1、本基于国产化平台核显视频解码显示系统采用国产化处理器平台利用核芯显卡对视频进行解码并显示，降低了cpu的负载，且与独立的核芯显卡相比，采用核芯显卡进行解码具有体积小，整体功耗低、价格便宜的优点；
25.2、cpu将核芯显卡支持的视频数据发送至核芯显卡的显存，将核芯显卡不支持的视频数据留在cpu的内存中，解决了现有技术中直接将视屏数据发送给核芯显卡解码会造成格式不支持而导致黑屏，严重的会导致核芯显卡阻塞异常的问题。
附图说明
26.图1为本发明基于国产化平台核显视频解码显示系统的模块框图；
27.图2为本发明基于国产化平台核显视频解码显示系统的流程图。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与
属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本技术。
30.如图1-2所示，一种基于国产化平台核显视频解码显示系统，包括依次连接cpu、核芯显卡和显示器，cpu包括若干个核心，核芯显卡包括解码单元、图像处理单元和显示单元，解码单元设有api接口，其中：cpu与核芯显卡之间通过pcie总线进行通信，本实施例中，如图1所示cpu内有四个核心架构，但核心架构的具体数据不作限制。
31.整个基于国产化平台核显视频解码显示流程如下：
32.步骤1、cpu的其中一个核心将视频数据读取至cpu的内存，并且cpu对视频数据进行分析处理，得到视频数据的相关信息。
33.具体为，视频数据可以是网络流或者文件流。cpu对视频数据进行分析处理时，cpu将视频数据去掉封装信息，保留原始编码数据，分析出视频数据的编码格式、分辨率、帧率、规格和等级相关信息。视频数据的编码格式一般包括h.264和h.265等格式信息，分辨率包括cif(352x288像素)、d1(704x576)、hd(1920x1080)、4k(3840x2160)等分辨率，规格包括h.264编码规格包括基本(baseprofile)、主要(mianprofile)、高级(highporfile)、扩展(externprofile)，h.265的编码规格包括h.265main profile8bit和10bit。
34.步骤2、cpu调用api接口进行资源初始化，并查询核芯显卡视频解码能力集合。
35.具体为，api接口为vaapi或vdpau架构的公开接口，或非公开的sdk接口。查询核芯显卡视频解码能力集合目的是了解核芯显卡进行视频解码可以支持的格式、分辨率、帧率、规格或等级。
36.步骤3、cpu将视频数据的相关信息传递至核芯显卡的视频解码能力集合参数中，并将核芯显卡支持的视频数据发送至核芯显卡的显存，将核芯显卡不支持的视频数据留在cpu的内存中。
37.需要说明的是，cpu的内存与核芯显卡的显存是共享内存(共享的cpu已经发送至显存的视频数据)，交互速度快。
38.具体为，将视频数据的相关信息与核芯显卡的视频解码能力集合参数进行比对，并利用sps(序列参数集合)对视频数据的相关信息做软件过滤，且cpu将并将核芯显卡支持的视频数据发送至核芯显卡的显存，将核芯显卡不支持的视频数据留在cpu的内存中。核芯显卡不支持的视频数据留在cpu的内存中采用cpu软解码。
39.步骤4、cpu配置视频数据解码后的缩放参数和格式转换，并配置待显示的视频画面和显示单元的绑定关系。
40.具体为，缩放图像参数：图像处理单元对解码后的视频数据进行等比例缩放处理。如视频的分辨率超出显示分辨率范围，需要对视频进行缩放，如对超过1920x1080分辨率的视频缩放成1920x1080的分辨率。利用图像处理单元来操作，而不用cpu来缩放，目的是为了减小从显存读入到内存操作的性能开销。
41.格式转换：图像处理单元将视频数据解码后的yv12或nv12格式转换为rgb，如rggb、rgba等格式，因为显示单元输出的格式一般为rgb排列的格式。
42.显示单元上设有显示端口(videoport口)，且显示端口通过视频信号与显示器连接。
43.配置待显示的视频画面和显示单元的绑定关系：待显示的视频画面与显示端口的
绑定关系(格式一致)和经过缩放后的画面在显示器表面的坐标位置关系(物理坐标位置)。
44.步骤5、cpu调用解码单元的api接口，解码单元读取显存内核芯显卡支持的视频数据，并通过解码单元开始对视频数据进行解码，并将解码后的数据存入显存。
45.步骤6、图像处理单元从显存读取解码后的数据，且图像处理单元根据缩放参数和格式转换对解码后的数据进行相应的处理得到显示的视频画面，并发送至显示单元。
46.步骤7、最后显示单元将显示的视频画面直接信号输出，并且通过显示器对视频画面进行显示，且画面在显示器表面的坐标位置与步骤4中的关系一致。
47.本基于国产化平台核显视频解码显示系统采用国产化处理器平台利用核芯显卡对视频进行解码并显示，降低了cpu的负载，且与独立的核芯显卡相比，采用核芯显卡进行解码具有体积小，整体功耗低、价格便宜的优点；cpu将核芯显卡支持的视频数据发送至核芯显卡的显存，将核芯显卡不支持的视频数据留在cpu的内存中，解决了现有技术中直接将视屏数据发送给核芯显卡解码会造成格式不支持而导致黑屏，严重的会导致核芯显卡阻塞异常的问题。
48.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
49.以上所述实施例仅表达了本技术描述较为具体和详细的实施例，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种基于国产化平台核显视频解码显示系统，其特征在于：所述基于国产化平台核显视频解码显示系统包括依次连接cpu、核芯显卡和显示器，所述cpu包括若干个核心，所述核芯显卡包括解码单元、图像处理单元和显示单元，所述解码单元设有api接口，其中：所述cpu的其中一个核心将视频数据读取至cpu的内存，并且cpu对视频数据进行分析处理，得到视频数据的相关信息；cpu调用api接口进行资源初始化，并查询核芯显卡视频解码能力集合；cpu将视频数据的相关信息传递至核芯显卡的视频解码能力集合参数中，并将核芯显卡支持的视频数据发送至核芯显卡的显存，将核芯显卡不支持的视频数据留在cpu的内存中；cpu配置视频数据解码后的缩放参数和格式转换，并配置待显示的视频画面和显示单元的绑定关系；cpu调用解码单元的api接口，解码单元读取显存内核芯显卡支持的视频数据，并通过解码单元开始对视频数据进行解码，并将解码后的数据存入显存；图像处理单元从显存读取解码后的数据，且图像处理单元根据缩放参数和格式转换对解码后的数据进行相应的处理得到显示的视频画面，并发送至显示单元；最后显示单元将显示的视频画面直接信号输出，并且通过显示器对视频画面进行显示。2.如权利要求1所述的基于国产化平台核显视频解码显示系统，其特征在于：所述cpu对视频数据进行分析处理，得到视频数据的相关信息，包括：cpu将视频数据去掉封装信息，保留原始编码数据，分析出视频数据的编码格式、分辨率、帧率、规格和等级相关信息。3.如权利要求1所述的基于国产化平台核显视频解码显示系统，其特征在于：api接口为vaapi或vdpau架构的公开接口，或非公开的sdk接口。4.如权利要求1所述的基于国产化平台核显视频解码显示系统，其特征在于：所述cpu配置视频数据解码后的缩放参数和格式转换，包括：图像处理单元对解码后的视频数据进行等比例缩放处理；并将视频数据解码后的yv12或nv12格式转换为rgb。5.如权利要求1所述的基于国产化平台核显视频解码显示系统，其特征在于：所述显示单元上设有显示端口，且所述显示端口通过视频信号与显示器连接。6.如权利要求5所述的基于国产化平台核显视频解码显示系统，其特征在于：所述配置待显示的视频画面和显示单元的绑定关系，包括：待显示的视频画面与显示端口的绑定关系和经过缩放后的画面在显示器表面的坐标位置关系。

技术总结
本发明公开了一种基于国产化平台核显视频解码显示系统，包括依次连接CPU、核芯显卡和显示器，CPU包括若干个核心，核芯显卡包括解码单元、图像处理单元和显示单元，解码单元设有API接口。本基于国产化平台核显视频解码显示系统采用国产化处理器平台利用核芯显卡对视频进行解码并显示，降低了CPU的负载，且与独立的核芯显卡相比，采用核芯显卡进行解码具有体积小，整体功耗低、价格便宜的优点；CPU将核芯显卡支持的视频数据发送至核芯显卡的显存，将核芯显卡不支持的视频数据留在CPU的内存中，解决了现有技术中直接将视屏数据发送给核芯显卡解码会造成格式不支持而导致黑屏，严重的会导致核芯显卡阻塞异常的问题。会导致核芯显卡阻塞异常的问题。会导致核芯显卡阻塞异常的问题。


技术研发人员：李威 蒋成建 杨帅军 瞿婷
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十二研究所
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/8/14