Bästa Mpeg2-kodaren utvecklas i Årsta

Svenska Digital Vision utvecklar marknadens vassaste Mpeg2-kodare i hårdvara.

Höga realtidskrav gör att enbart de senaste programmerbara logiska kretsarna och processorerna duger.

Nyligen drog Digital Vision igång ett utvecklingsprojekt för att ta fram nästa generations Mpeg2-kodare. Dessa kodare skall komprimera digitalvideo i realtid med hjälp av marknadens kraftfullaste programmerbara logiska kretsar och processorer.

- Vår befintliga Mpeg2-kodare är kraftfull men med nya FPGA-kretsar ökas beräkningskapaciteten med en faktor tio, säger Björn Christensson, teknisk chef på Digital Vision.

Komprimeringshastigheten skall öka och konstruktionen krympa. Idag består kodaren av flera kretskort i ett rack. Men innan den nya produkten lanseras i mitten på nästa år skall allt rymmas på ett kretskort.

Målet med kodaren är att paketera digitalvideo, enligt komprimeringsstandarden Mpeg2, för digital-tv eller för senare lagring på DVD-skiva. Men det här är inte vilken Mpeg2-kodare som helst. Den skall sitta i komprimeringsutrustning för filmbolag och kommer att slå alla enkretskodare som finns i dagens konsumentprodukter, både vad gäller bildkvalitet och realtidsegenskaper. Den klarar till och med att i realtid koda högupplöst tv, som ju har sex gånger högre upplösning än vanlig tv.

Hjärtat i systemet är en video-avkodare som huvudsakligen består av företagets patenterade rörelseberäkningar. Videoalgoritmen kan realiseras i programmerbara logiska kretsar och är helt klart avgörande för bildkvaliteten.

Brist på internt minne

Hitintills har företaget använt programmerbara logiska kretsar från både Altera och Xilinx, där den största haft 1 miljoner grindar samt en klockhastighet på 100 MHz.

- Dagens tv-system har runt 25 miljoner bildpunkter per sekund. För att få optimal kvalitet vid komprimeringen måste man göra flera tusen operationer per bildpunkt. Det blir en bitström på 5 Mbit/s, berättar Björn Christensson.

För att klara dessa intensiva beräkningar parallellt har programmerbara logiska kretsar varit det självklara valet. Med hjälp av ännu större och snabbare sådana kretsar hoppas företaget nu kunna renodla konstruktionen och förbättra bildkvaliteten ytterligare.

- Om FPGA har en akilleshäl så är det brist på internt RAM, säger Björn Christensson.

Bildbehandling och komprimering av digitalvideo kräver lagring av en mängd bilder i ett SRAM. Minnet som finns i dagens FPGA-kretsar räcker inte långt, förklarar Björn Christensson. En begränsning i existerande konstruktioner är därför att ett externt RAM måste adresseras via en 100 MHz buss.

- Vi räknar med att kommande FPGA-kretsar skall innehålla mycket mer RAM.

Om FPGA-kretsarnas uppgift är det tunga komprimeringsjobbet, så har kärnprocessorn en mer övergripande roll. Men även processorn måste vara snabb, då ett hundratal instruktioner skall utföras på varje bildelement.

Det blir viktigt att utnyttja instruktioner fullt ut. En del av utvecklingsarbetet blir därför att utvärdera de senaste videoinstruktionerna i kommande processorer som Merced. Tänkbara processorer för nästa generations kodare är Powerquicc II eller Pentium III, där powerquicc kan utföra systemkontroll funktioner och pentium kan utföra en del mindre beräkningskrävande bildbehandling.

Eftersom Digital Visions konstruktioner verkligen befinner sig på frontlinjen ställs allt högre krav på olika leverantörer.

- Ju mer avancerade komponenter vi använder desto svårare är det att hitta svenska kontraktstillverkare som klarar av att tillverka dessa kretskort, säger Björn Christensson.

Antalet in- och utgångar i de tätpackade BGA-kapslarna kryper upp mot sexhundra idag, och de förväntas öka.

Priset är däremot inget hinder. Tv- och filmbolagen är beredda att betala runt en miljard kronor per slutprodukt.

Susan Kelly