【关键词】多媒体数据处理；系统架构；关键技术

引言

随着技术融合的发展，人们日常生活中的各类电器设备不再只是简单的工具，而成为信息节点，可融入庞大的数据流中。嵌入式技术在硬件微型化和软件智能化方面不断取得突破，随着无线网络的广泛普及，终端设备彻底摆脱了传统固定网络的限制，无论何时何地都能访问信息，传输多媒体内容。各类设备不再仅仅被动地接收信息，而成为网络生态中不可或缺的关键节点。深入研究这类设备在软硬件协同、流媒体处理机制、实时数据传输效率等技术方面的问题，成为信息工程领域的重要研究方向，这直接关系到用户使用设备时的体验，并且对未来智慧城市、物联网体系的构建和运行效率有着深远影响。因此，对嵌入式多媒体终端设备关键技术展开深入研究意义重大。

一、嵌入式多媒体终端设备系统架构与组成

嵌入式多媒体终端设备的系统架构主要由硬件平台和软件系统两大部分构成，这两者相互协作，支撑着设备的各种功能。

硬件部分，处理器负责执行各种指令，调度系统资源，掌控整个系统的运行节奏。处理器的计算能力越强，终端设备处理音视频数据的速度就越快。在处理高清视频时，高性能处理器能快速解码，使得视频播放流畅无比；而计算能力弱的处理器则会出现卡顿。存储单元用于存放操作系统镜像、各类应用程序以及多媒体数据。存储单元的容量大小和读写速度对设备的影响较大：容量大、读写速度快，设备响应就迅速，数据存取也更高效。显示与音频模块是实现人机交互的重要环节，能把系统处理后的信息以图像和声音的形式呈现给用户，让用户直观地接收信息。接口模块也很关键，负责实现设备与外部环境的数据交换和扩展连接，增强系统的扩展性和互操作性。

嵌入式多媒体终端设备管理底层的各种资源，负责安排各个进程，还要及时处理各种中断情况，为上层软件搭建起稳定的运行平台。多媒体编解码模块的工作是对音频和视频数据进行压缩和解压缩。通过压缩数据，能提高数据传输和存储的效率，适应不同的网络带宽和各种应用场景。在图形用户界面系统设计方面，优化视觉效果和交互方式设计，可以使用户操作设备更直观、更便捷，提升用户的满意度[1]。例如，在操作智能电视时，界面简洁明了，找节目、调设置都很方便，这些都需应用到图形用户界面系统。

二、嵌入式多媒体终端设备的关键硬件技术

（一）处理器技术

处理器是嵌入式多媒体终端设备的核心部件，主要负责系统的运算和管理。在各类处理器架构中，高级精简指令集处理器（Advanced Reduced Instruction Set Computing Machine，ARM）架构因具有低功耗、高性能等特点，在嵌入式领域应用得十分广泛。以智能音箱为例，很多产品采用了基于ARM CortexA53内核的处理器，根据Dhrystone 2.1基准测试，每秒大约能执行500亿条指令。由于该处理器运算能力强大，智能音箱在进行语音识别、音乐播放等多媒体任务时，能够快速响应，与用户的交互也非常流畅。

除通用的ARM处理器外，数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）在音视频编解码方面有着独特的优势。TI公司推出的TMS320C6678集成8个C66x内核，每个内核的主频能达到1.25 GHz，总体定点运算能力高达1 024 GMACs。在视频监控领域，该处理器能够实现多路高清视频流的实时编码。例如，在处理4路1080p、每秒25帧的视频时，编码延迟可以控制在50 ms以内，完全满足高实时性的需求。

现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）则因其硬件逻辑可重构的特性，在对算法灵活性要求较高的场景中表现出色。以基于卷积神经网络的图像识别算法为例，将其部署在FPGA平台上，处理速度比传统的软件方案快10倍以上。在某工业视觉检测系统中，基于FPGA的图像识别模块每秒能检测50帧图像，检测准确率超过98%[2]。主流处理器的典型参数与应用如表1所示。

（二）存储技术

嵌入式多媒体终端的存储系统由程序存储单元和数据存储单元组成，共同保障系统的正常运行和数据处理任务。