En ny flora av komponenter har sköljt över marknaden det senaste året, komponenter för multimedia.

Än så länge drivs utvecklingen av PC-industrin, men mycket snart kan digital-TV slå igenom. Och där ligger vi långt framme i Sverige.

Det gångna året har en mängd komponenter för multimedia presenterats, både av nischföretag som C-Cube, VLSI Technology, Weitek och Brooktree, men också halvledarbjässar som Digital Semiconductor, SGS-Thomson och Texas Instruments.

Lösningarna skiljer sig ofta åt, precis som sättet att implementera de olika standarderna. Texas väljer att programmera en signalprocessor för att sköta multimediafunktionerna, medan C-Cube har konstruerat en dedicerad processor för bildbehandling och kompression. En annan lösning är att lägga algoritmerna direkt på kislet.

Det hittills vanligaste har varit att använda en superdator eller en bra arbetsstation för multimediatillämpningar. Men problemet med ljud, bilder och filmer är att de innehåller mycket data. En vanlig videofilm kan innehålla 25-30 Mbit/s, vilket kräver att elektroniken ska kunna skyffla data med 25-30 Mbit/s. Och om vi vill ha TV-kvalitet på filmer stiger siffran med en faktor tio.

Lösningen heter kompression. Kompression kan göras med eller utan förluster. För bilder och ljud kan man acceptera att vissa data går förlorade utan att det påverkar kvaliteten nämnvärt.



Likheter mellan bilder


I MPEG använder man likheten mellan olika bilder som följer på varandra för att minimera data. I en filmsekvens är det ju ofta bara en viss del av bilden som ändras från bild till bild. På så vis kan videofilmer komprimeras ned till en 200-del av originaldata.

Många systemtillverkare avvaktar med att konstruera multimediasystem i väntan på att marknaden ska sålla ut en enda standard som segrare. Idag existerar det flera standarder. För stillbilder JPEG, för rörliga bilder motion JPEG, MPEG-1 och MPEG-2 och för videokonferenser H.261.

Ett annat dilemma är att flera av dessa standarder specificerar ett kodningsformat, men inte en exakt algoritm. Det finns flera olika sätt att implementera standarderna som i och för sig inte nödvändigtvis behöver vara inkompatibla med varandra. Men om ett sätt att koda visar sig bättre än andra, då riskerar man att stå med en massa bortkastat utvecklingsarbete bara för att man valde en sämre algoritm.

Många av de komponenter som lanseras idag är avsedda för persondatorer. Men digitala TV-mottagare, så kallade set-top-boxar, är också en stor begynnande marknad. En tredje stor tillämpning, som kanske inte riktigt slagit igenom ännu, är videokonferenser.

I PC-världen finns en uppsjö olika sätt att bygga ut datorn så att den kan visa filmer och spela musik med bra kvalitet. En avvägning är vilka funktioner som ska placeras på moderkortet och vilka man ska lägga på ett grafikkort eller ett annat instickskort.



Integrera eller inte?


En annan fråga är hur mycket man ska dela upp funktionerna mellan olika chips. Visst kan det vara bra att integrera så mycket som möjligt av utrymmes- och kostnadsskäl, men då offrar man å andra sidan den flexibilitet som man kan få med ett större antal kretsar som kommunicerar via enkla två- eller trepinnars gränssnitt.

I persondatorerna börjar ändå vissa mönster att skönjas. Ett är bredare databussar för att kunna förflytta mer data, speciellt som grafikdata lämpar sig väl för parallell databearbetning.

Ett annat synligt mönster är att fler använder PCI-bussen för kommunikationen på kortet eftersom den har hög bandbredd och avlastar centralprocessorn. Ett tredje är att man låter grafiken och centralprocessorn använda samma minne för att på så vis pressa kostnaderna.



Algoritm helt i kisel


En av de mest integrerade lösningarna kommer från det lilla företaget NVidia som samarbetar med SGS-Thomson. Deras krets ersätter både ljudsystemet och VGA- grafikacceleratorn i en gammal PC. Samtidigt stödjer den uppspelning av video i realtid och framställning av två- och tredimensionell grafik.

SGS-Thomson är ett av de företag som hållit på längst med videokompression enligt MPEG och därmed hunnit långt. Redan 1992 presenterade man en MPEG- avkodare i en enda krets där algoritmen helt var lagd i kisel.

En annan pionjär inom MPEG är C-Cube som inte bara har avkodare för MPEG-1 och - 2 utan också kodare för MPEG-2. C-Cubes koncept är baserat på den processor som man utvecklat speciellt för multimedia. En eller flera processorer, upp till 14 beroende på tillämpning, laddas med mikrokod för den algoritm man vill köra. Det kan vara olika varianter av MPEG eller H.261 för videokonferens.

Det är svårare att koda till MPEG, det vill säga komprimera, än avkoda, det vill säga expandera data. Vid kodningen måste man analysera data och se vilken information man kan ta bort, så att bildkvaliteten vid avkodningen blir så bra som möjligt. Vid avkodning är det bara att följa syntaxen och bygga färdiga filmrutor enligt den information man har.

Lyckligtvis behöver vanliga konsumenter bara avkodare eftersom det räcker för dem att kunna expandera en lagrad bitström och omvandla den till data som kan visas på en skärm. Oavsett om bitströmmen kommer från en videoserver via kabel, från en satellit eller om den kommer från en lokal CD-skiva.

Mikael Zackrisson

C-Cube representeras av Memec.