Multimediatietokoneet Video ja grafiikka, audio sekä tietoverkot CD & DVD USB & FireWire Prosessorit

Samankaltaiset tiedostot
Multimediatietokoneet. Oheislaitteet. Matkapuhelimet. Sulautetut laitteet. Multimedia PC (MPC) Nykyiset laitteet

Oheislaitteet. Multimediatietokoneet Video ja grafiikka Audio Puhelin, Videoneuvottelu, Tietoverkot CD & DVD USB & FireWire Prosessorit

Multimediatietokoneet. Oheislaitteet. Nykyiset laitteet. Sulautetut laitteet. Video ja grafiikka. Multimedia PC (MPC)

Oheislaitteet. Petri Vuorimaa 1

Multimediatietokoneet. Oheislaitteet. Sulautetut laitteet. Matkapuhelimet. Multimedia PC (MPC) Nykyiset laitteet

Multimediatietokoneet. Oheislaitteet. Nykyiset laitteet. Sulautetut laitteet. Video ja grafiikka. Multimedia PC (MPC)

Oheislaitteet. Multimediatietokoneet. Sulautetut laitteet. Matkapuhelimet. Multimedia PC (MPC) Nykyiset laitteet

Digikamera. Perustietoa digikamerasta ja kuvien siirtämisestä tietokoneelle

Alienware Alpha R2 Asetukset ja tekniset tiedot

T Tietotekniikan peruskurssi

T Multimediatekniikka

Vinkkejä tietokoneen hankintaan

Työasema- ja palvelinarkkitehtuurit IC Tallennusjärjestelmät. Tallennusjärjestelmät. 5 opintopistettä.

!?)&/&8-"1)#)7#-2-> ! 2-77""8"'+'0%/+-1#""8"'+'0%2/&-1#""8"'+'0%#)&##-8- !?)&/&8-"1)#)17+'%#-7&> ! 1$4##;*""##4($0%7&8+**)70%2-*8+*)0%#&"'+'%1$4##$6$

Ohjelmistoradio. Mikä se on:

Mediakonvergenssi. Multimediajärjestelmät. Päätelaitteet. Palvelujen jakelu. Päätelaitteet. Multimediatietokoneet

Multimediajärjestelmät

Multimediajärjestelmät. Johdanto Päätelaitteet Verkkoteknologiat Palvelut Yhteenveto

NOOX xperio herätyskello valvontakamera


Digitaalinen Televisio

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

TeleWell ISDN TA 128 USB. Asennusohje (Tämä ohje ei sovellu aiemmalle ISDN TA 128 USB mallille)

Intel Pentium Pro -prosessori. tietokonearkkitehtuurit, syksy -96 Ari Rantanen

ELEC-A4010 Sähköpaja Arduinon väylät tutuiksi

ELOKUVAKASVATUS SODANKYLÄSSÄ VIDEON SIIRTÄMINEN DVD-LEVYLLE

Ulkoiset laitteet. Käyttöopas

Ulkoiset laitteet. Käyttöopas

Ulkoiset laitteet. Käyttöopas

Videoneuvottelu. Johdanto. Järjestelmät. Telepresensce. Laitteisto. Ryhmäneuvottelut

MINITV POCKET43 MINI DV VIDEOKAMERA

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

Dahua NVR4104/4108-P-4KS2

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

PC-tietokonehinnasto

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

TIES530 TIES530. Moniprosessorijärjestelmät. Moniprosessorijärjestelmät. Miksi moniprosessorijärjestelmä?

Tietokoneen muisti nyt ja tulevaisuudessa. Ryhmä: Mikko Haavisto Ilari Pihlajisto Marko Vesala Joona Hasu

DELL 3360 I5/13.3HD/4/128SSD/3G/8P/3NBD

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

Käyttöohje BTGP-38KM Bluetooth GPS Data Logger V1.0

Johdanto tieto- viestintäteknologian käyttöön: Äänitystekniikka. Vfo135 ja Vfp124 Martti Vainio

Luento 1 (verkkoluento 1) Tietokonejärjestelmä

CUDA. Moniydinohjelmointi Mikko Honkonen

Ulkoiset laitteet. Asiakirjan osanumero: Tässä oppaassa kerrotaan lisävarusteena saatavien ulkoisten laitteiden käytöstä.

Linuxissa uusi elämä 1

TURVALLISEN TEKNIIKAN SEMINAARI Laitteiden etähallinta tietoverkkojen välityksellä Jani Järvinen, tuotepäällikkö

Toshiba ja Intel: jännittävää ja yksilöllistä digitaaliviihdettä missä tahansa

Tietojenkäsittelyn perusteet 2. Lisää käyttöjärjestelmistä

Multimediajärjestelmät

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

CR m CR m CR m CR m CR ,5 m CR m CR m CR m. CR m CR m CR m CR m

DELL 3010 SFF I3-3220/4GB/500GB/3NBD

Juha Henriksson. Digitaalinen pitkäaikaissäilytys Dr. Juha Henriksson Finnish Jazz & Pop Archive

Digitaalisen tallennuksen edelläkävijä

Langaton koti Monitori

Alla on yhteenveto Helsingin yliopistolle tarjotun ratkaisun kokonaiskustannuksista. Alla on yhteenveto laitteistokomponenttien kustannuksista.

Vinkkejä tietokoneen hankintaan

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

Työasema- ja palvelinarkkitehtuurit (IC130301) Apumuistit. Kiintolevyt. 5 opintopistettä. Petri Nuutinen

TIETOKONEEN ÄÄRELLÄ. Kansalaisopistot kotouttamisen tukena hanke/opetushallitus Kuopion kansalaisopisto

LIITE. asiakirjaan. komission delegoitu asetus

Luento 1 (verkkoluento 1) Ohjelman sijainti Ohjelman esitysmuoto Laitteiston nopeus

Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne

Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne. Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus

ver INSTALLATIONSANVISNING/ ASENNUSOHJE Firewire PC-card Tiedonsiirto-ohjain Artikelnr/nro

Mikroelektroniikan kehitysnäkymät. Tommi UHARI Executive Vice President Mobile, Multimedia and Communications -ryhmä

Ulkoiset laitteet. Käyttöopas

Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne

Sonyn uusi VAIO Fit A multi-flip asettaa uudet standardit kannettavalle tietokoneelle

Luento 1 Tietokonejärjestelmän rakenne. Järjestelmän eri tasot Laitteiston nopeus

Sijoita D 3020 tukevalle, tasaiselle alustalle. Älä aseta laitetta pehmeälle alustalle esimerkiksi matolle.

Panasonic kamerat 1/4 JA 1/3 SD- SEKÄ 1/3 P2HD KORTTIKAMERAT JA TARVIKKEET

Johdanto. Videoneuvottelu. Järjestelmät. Laitteisto. Monipisteneuvottelut. Ryhmäneuvottelut


Gallery 13-W. 7 Digitaalinen valokuvakehys. Käyttöohje

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Ulkoiset laitteet Käyttöopas

Väylät. Prosessorin tie ulkomaailmaan Pienissä järjestelmissä vain yksi väylä. Osoite, data ja ohjaussignaalit Prosessori ainoa herra (master)

Alienware Steam Machine R2 Asetukset ja tekniset tiedot

Onnittelut PRO-JECT-DA-muuntimen hankkimisesta. Lue huolellisesti tämä ohje, jotta kytket laitteen oikein ja saat siten parhaan äänenlaadun.

TALLENNETAAN CD-/DVD-LEVYLLE

TeleWell GPRS-modeemin ohjekirja

Dell Inspiron 560/570: Tekniset tiedot

Alla on yhteenveto Helsingin yliopistolle tarjotun ratkaisun kokonaiskustannuksista.

Tietojenkäsittelyn historiaa

LexCom Home -sovellusesimerkkejä

sivu 1 SURFCAM V5 JÄRJESTELMÄN VAATIMUKSET

Contour Mouse Wireless käyttöohje. /1 Contour Mouse Wireless käyttöohje

Online-kurssien pikaopas Adobe Connect -yhteyden käyttämiseen

Ver. 2. Ohjelmisto-opas. PIXELA CORPORATION. All rights reserved. Finnish

Käyttöoppaasi. HP PAVILION A1400

Mini0801 Dash Kamera

Tablet-tietokoneen ja älypuhelimen peruskäyttö Jorma Flinkman

PIKAOPAS NOKIA PC SUITE Copyright Nokia Oyj Kaikki oikeudet pidätetään

DELL 7010 MT I7-3770/4GB/500GB/MCR/3NBD

DVD-RAM-levyjen käyttö

Tietokone. Tietokone ja ylläpito. Tietokone. Tietokone. Tietokone. Tietokone

DELL 7010 SFF I7-3770/4GB/500GB/3NBD

Transkriptio:

Oheislaitteet Multimediatietokoneet Video ja grafiikka, audio sekä tietoverkot CD & DVD USB & FireWire Prosessorit 1

Multimediatietokoneet Useat tietokoneet tukevat multimediaa Tietokoneissa on yleensä väylä Prosessori Muisti Kovalevy CD-ROM Väylä Video Audio Portit USB MIDI Verkko 2

Sulautetut laitteet Sulautetuissa laitteissa ei yleensä käytetä väylää Salauksen Set-top box purku Viritin ja demodulaattori Muisti Videodekooderi Demux Mikroprosessori Audiodekooderi Modeemi 3

Matkapuhelimet Java WLAN. Bluetooth. Käyttöjärj. ASIC Multimedia Protokolla ASIC Järjestelmä GPS Näyttö Kamera Näppäimet RAM Antenni HW kiihd. DSP MCU SRAM Muisti- Flash kortti Logiikka DSP MCU SRAM Analogiset piirit Muisti- Flash kortti 4

Nykyiset laitteet Ominaisuudet: 1) multimedian toisto, editointi ja tallennus 2) tiedosiirto puhelin- ja tietoverkon kautta Rajoitukset: 1) 2) 3) 4) rajallinen määrä medioita (suorituskyky) synkronointi (hoidettu laitteistolla) vuorovaikutus energian kulutus 5

Tärkeimmät laiteryhmät Video näyttö, kamerat kaiuttimet, mikrofonit Massamuistit Tietoliikenne Audio Muistikortit, CD, DVD Sarjaväylät Langallinen ja langaton paikallisverkko, kaapeliverkko, laajakaista Prosessorit Muut USB, FireWire TV, Radio, peliohjaimet, tulostimet 6

CD & DVD Eri formaatit Toiminta & kapasiteeetti Salaus Seuraavan sukupolven DVD 7

CD CD-ROM -levyt sopivat hyvin multimedian jakeluun Käytössä useita eri standardeja CD-DA (red book): digitaalinen audio, 150 Kbps, 44.1 Ksample/s, 682 MB CD-ROM (yellow book): 1) teksti & data, 2) audio & video data CD-I (green book): tekstin, grafiikan, audion ja videon toisto (multimedia ja pelit) 8

CD (jatk.) CD-XA (extended yellow book): parantaa audio ja video ominaisuuksia PhotoCD: max 100 kompressoitua kuvaan Video CD (white book): MPEG1 video (74 min) CD-R (orange book): kertaalleen tallentava CD CD-RW: uudelleen kirjoitettava CD 9

DVD DVD-levyissä on suurempi tallennuskapasiteetti kuin CD-levyissä 1) pienempi "kuopan" väli (0.4 mikronia vs. 0.834 mikronia) 2) pienempi uran väli (0.74 mikronia vs. 1.6 mikronia) 3) lyhyempi laserin aallonpituus (635-650 nanometriä vs. 780 nanometriä) 4) kaksi puolta 5) kaksi kerrosta 10

DVD:n kapasiteetti DVD-levyjen kapasiteetti: 1) yksi puoli ja yksi kerros: 4.7 Gtavua 2) kaksi puolta ja yksi kerros: 9.4 Gtavua 3) kaksi puolta ja kaksi kerrosta: 17 Gtavua DVD-asemat voivat olla yhteensopivia CD-levyjen kanssa Videossa käytetään MPEG-2:ta ja audiossa Dolby AC-3:ta 11

DVD:n salaus Vain osa sisällöstä salataan säästää CPU-aikaa DVD-soitin purkaa salauksen laitteistolla Salausavain löytyy levyltä vain lisenssin hankkineet valmistajat tietävät miten Sotkettua TV-signaalia ei voi kopioida DVD-ROM -asema antaa avaimen vain salattua väylää pitkin Vesileimoilla voidaan rajoittaa kopioiden määrää 12

DVD-salausjärjestelmä 13

Toimiiko DVD-salaus? 14

Seuraavan sukupolven DVD Sininen laser (450 nm) punaisen (650 nm) sijasta Blu Ray Sony, Hitachi, LG, Matsushita, Philips, Pioneer, Samsung, Sharp ja Thomson 23, 25 tai 27 GB DVD-HD Toshiba, Nec, Warner, Paramount ja Universal 15-20 GB 15

Kumpi voittaa? 16

USB Universal Serial Bus (USB) -väylän kautta voidaan liittää erilaisia laitteita tietokoneeseen USB:n etuja: 1) laitteiston asetuksia (keskeytykset, DMA, osoitteet ym.) ei tarvitse määritellä 2) tietokonetta ei tarvitse "avata" 3) erillisiä sähköjohtoja ei tarvita 17

USB-laitteita 1) näppäimistö, hiiri, tulostin, modeemi, skanneri, CD-ROM ym. 2) puhelin, ISDN ym. 3) joystick, peliohjaimet, datahansikkaat, virtuaalisilmiköt ym. 4) videokamerat, digitaaliset kamerat ym. 5) TV- ja radio-vastaanotin 18

USB:n ominaisuuksia USB-väylän nopeus Vbus Vbus on 1.5 Mbps ja 12 D+ D+ Mbps DDGND USB-väylä sisältää GND neljä johdinta Bitit ilmaistaan jännite-eroina Maksimietäisyys on 5 metriä Laitteet kytketään tähtitopologiaan (HUB) Verkot voivat olla hierarkisia 19

USB tukee 1) Isokroninen videon ja audion siirto 2) Reaaliaikaiset keskeytykset 3) Suurten datamäärien siirto paras yritys -metodilla 4) Ohjaustiedon siirto 20

USB 2.0 Siirtokapasiteetti max 480 Mbps (40 kertainen) Yhteensopiva USB 1.1:n kanssa Nopeus tiputetaan tarvittaessa automaattisesti Mahdollistaa uusien oheislaitteiden käytön videoneuvottelu (parempi kuvanlaatu) tulostimet & skannerit (nopeus & resoluutio) CDROM & DVD (suurempi datan määrä) 21

FireWire Kuten USB-väylä, mutta suurempi siirtonopeus: 98.304, 196.608 ja 392.216 Mbps Yli 1 Gbps nopeudet kehitteillä 64 000 laitetta ja 1 000 siltaa Yhden kaapelin etäisyys max 4.5 m Kahden laitteen etäisyys max 16 kaapelia eli 72 m 22

FireWire- konfiguraaatio Laiteryhmät liitetään toisiinsa sillalla 23

FireWire-kaapeli Kaapeli koostuu kahdesta datajohdinparista ja virtajohtimista 24

FireWire-väylän etuja 1) Väylä skaalaantuu hyvin 2) Joustava topologia 3) Laitteita voi liittää "kuumaan" väylään 4) Väylä on helppo käyttää (ei asetuksia) 5) Suunniteltu kulutuslaitteisiin (halpa) 25

FireWire-väylän tilanne Tällä hetkellä laitteita rajatusti FireWire-kortteja saatavilla tietokoneisiin Joissakin työasemissa ja PC-koneissa on FireWire-väylä vakiona Joitakin videokameroita ym. Tulossa digitaalisen television set-top boxeihin 26

Prosessorit Multimedian käsittely vaatii laskentatehoa Dataa on paljon ja algoritmit ovat laskennallisesti vaativia Ongelma voidaan ratkaista eri tavoilla: 1) kiihdyttimet (MPEG purkupiirit ym.) 2) erikoisprosessorit (signaaliprosesorit ym.) 3) yleisprosessorien laajennukset (MMX ym.) 4) rinnakkaiset arkkitehtuurit 27

Kiihdyttimet Kiihdyttimissä suoritettava algoritmi on toteutettu suoraan laitteistotasolla Datan käsittely on nopeaa Algoritmit voivat olla joko kiinteitä tai uudelleen konfiguroitavia Jälkimmäisessä tapauksessa käytetään uudelleen ohjelmoitavia logiikkapiirejä Kiihdytin voi toimia itsenäisesti tai se voidaan liittää mikroprosessorin kylkeen Kiihdytin voidaan jopa integroida samalla mikropiirille prosessorin kanssa 28

Texas Instruments DM310 D. Talla et al., Anatomy of A Portable Digital Mediaprocessor, IEEE Micro, March-April 2004, pp. 32-39. 29

Erikoisprosessorit (I/II) Digitaaliset signaalinkäsittelyn prosessorit sopivat erityisen hyvin kuva ja äänisignaalien käsittelyyn Käskykannat sisältävät yleisesti signaalinkäsittelyssä käytettäviä operaatiota Valmistajat ovat myös toteuttaneet signaalinkäsittelyn algoritmikirjastoja Useissa multimedialaitteissa on perusprosessorin lisäksi DSP-prosessori 30

Erikoisprosessorit (II/II) Toinen yleisesti käytetty erikoisprosessorien ryhmä on erilaiset grafiikkaprossorit Ne on optimoitu erilaisten piirto, valaistus, näyttö ym. algoritmien suorittamiseen Grafiikkaprosessori toimii varsinaisen pääprosessorin rinnalla 31

Nvidia GeForce 6800 J. Montrym and H. Moreton, The GeForce 6800, IEEE Micro, March-April 2005, pp. 41-51. 32

MMX MMX on Intelin Pentium ja Pentium Pro prosessorein multimedialaajennus Perustuu Single Instructin Multiple Data (SIMD) arkkitehtuuriin Yksi käsky käsittelee useampaa dataa yhtäaikaa Esim. 64 bitin rekisteri sisältää 8 kpl 8 bitin data-alkiota tai 4 kpl 16 bitin data-alkiota 33

Esim. rinnakkainen kertolasku I(3) I(2) I(1) I(0) Kertolasku I(3) I(2) I(1) I(0) I(3) I(2) I(1) I(0) 34

MMX:n käyttö Sama operaatio toistetaan usealle dataalkiolle Videon kompressointi, kuvankäsittely, tietokonegrafiikka ja digitaalinen signaalinkäsittely Esim. MPEG1 videon purku on 1.5 kertaa nopeampi kuin ilman MMX-käskykantaa Ongelmana on algoritmien uudelleen koodaaminen 35

Rinnakkaiset arkkitehtuurit Laskentatehoa voidaan lisätä myös rinnakkaisilla arkkitehtuureilla: Superskalaarit arkkitehtuurit Vektoriprosessointi Single Instruction Multiple Data (SIMD) Very Large Instruction Word (VLIW) Transport Triggered Architectures (TTA) 36

Superskalaarit arkkitehtuurit Prosessorissa on yksi käsky-yksikkö, mutta useita laskentayksiköitä Käsky-yksikkö jakaa operaatiot eri laskentayksiköiden suoritettavaksi Operaatioiden järjestystä voidaan muokata joko kääntäjässä tai laitteistolla Ohjelmistokoodia ei tarvitse muokata Useimmat tehokkaat nykyaikaiset prosessorit ovat superskalaareita arkkitehtuureja 37

Vektorilaskenta Perinteiset supertietokoneet perustuvat vektoriprosessointiin Käsiteltävä data talletetaan vektori- tai matriisitietorakenteisiin Useampaa data-alkiota käsitellään yhtä aikaa erilaisissa laskentayksiköissä Laskentayksiköitä voidaan liukuhihnoittaa peräkkäin Vektorilaskennan hyödyntäminen edellyttää joko käsin koodaamista tai optimoitua kääntäjää 38

SIMD SIMD-arkkitehtuurissa sama käsky suoritettaan yhtäaikaa monelle data-alkiolle Arkkitehtuuri koostuu yhdestä käskyyksiköstä ja useasta samanlaisesta laskentayksiköstä Yleensä data jaetaan ensin eri laskentayksiköille ja käsittelyn jälkeen se kerätään niiltä pois Sopii hyvin esim. kuvankäsittelyyn tai tietokonegrafiikkaan 39

Cell Prosessori Pham et al., Overview of the architecture, circuit design, and physical implementation of a first-generation cell processor, IEEE Journal of Solid -State Circuits, vol. 41, no. 1, Jan. 2006, pp. 179 196. 40

Cell Piiri 41

VLIW Erittäin pitkän käskysanan arkkitehtuureissa yksi käskysana sisältää useita eri laskentayksiköissä suoritettavia operaatioita Kääntäjä huolehtii käskysanojen luomisesta Esim. toistorakenteet voidaan purkaa rinnakkaisiksi operaatioiksi Multimedian ja signaalinkäsittelyn algoritmeissa on yleensä paljon tiukkoja toistorakenteita 42

TTA TTA-arkkitehtuurissa ei ole käsky-yksikköä ollenkaan (pienenpi energiankulutus ja piirin pinta-ala) Laskentayksiköitä on sen sijaan useita Kääntäjä määrittelee miten data-alkioita siirretään laskentayksiköstä toiseen Siirto tapahtuu heti kun laskenta saadaan valmiiksi Sopii hyvin signaalinkäsittelyyn 43

TTA Example H. Corporaal, Design of transport triggered architectures, in Proc. 4th Great Lakes Symposium on Design Automation of High Performance VLSI Systems, GLSV '94, March 1994, pp. 130-135. 44