最新一代應(yīng)用/多媒體處理器可支持高清視頻回放

最新一代的應(yīng)用處理器已經(jīng)可以使得智能手機和移動多媒體設(shè)備(如PMP、PND、信息家電和車內(nèi)娛樂系統(tǒng))回放D1高清分辨率30fps H.264/MPEG-4 MP視頻內(nèi)容、拍攝千萬像素級照片和視頻片斷、收看各種地面/衛(wèi)星傳輸標準的移動電視、進行實時GPS導(dǎo)航和參加國際多方視頻會議等。

目前能夠支持D1高清分辨率30fps視頻回放的應(yīng)用/多媒體處理器主要有TI的OMAP3430、博通(Broadcom)的BCM2727、上海杰得微電子公司的X900和北京希圖視鼎科技(C2 Microsystems)的CC1100。

OMAP3430采用超標量ARM Cortex-A8 RISC內(nèi)核+IVA 2+(成像、視頻和音頻)加速器架構(gòu)，IVA 2+是TI達芬奇技術(shù)中采用的第二代功率優(yōu)化版成像、視頻和音頻加速器，與以前的OMAP處理器相比，它可提供高達4倍的多媒體處理性能，這使得它能夠在DVD分辨率下支持多種主流視頻格式(MPEG-4、WMV9、RM/RMVB、H.263和H.264)的并行編解碼。OMAP3430使得手機等便攜式設(shè)備能夠率先在業(yè)內(nèi)集成DVD質(zhì)量的攝像機。

TI OMAP處理器全球產(chǎn)品市場經(jīng)理Robert Tolbert表示：“OMAP34X系列采用的加速器性能與前代產(chǎn)品采用的C55X系列DSP相比，無論在性能還是功耗上都有很大的改善?！?/p>

BCM2727高清移動多媒體處理器可以低功率實現(xiàn)H.264格式的D1分辨率(720p)高清視頻編碼和解碼?；谒鼘崿F(xiàn)的手機可以錄制與高清廣播電視內(nèi)容的質(zhì)量相同的視頻，并在使用標準容量手機電池的情況下，支持5個多小時的高清視頻播放或大約3個小時的高清內(nèi)容錄制。該芯片集成的HDMI 1.3或模擬接口允許手機或其它便攜式多媒體設(shè)備將其存儲的各種分辨率視頻內(nèi)容接到大屏幕電視機上播放。博通應(yīng)用處理器BCM2820的性能稍差一些，它只能支持到VGA分辨率30fps的MPEG-4/H.264編碼或解碼任務(wù)。

圖1：TI公司的OMAP3430和OMAP3420的結(jié)構(gòu)框圖

X900采用ARM926EJ內(nèi)核+全定制H.264/VC-1和MPEG-4硬件編解碼器架構(gòu)，目前網(wǎng)絡(luò)上十分流行的RM/RMVB格式采用軟解壓方法支持，不過只能支持到QVGA和CIF分辨率，它的缺點是犧牲了一些靈活性，但優(yōu)點也十分突出，全硬件編解碼實現(xiàn)方式使得它的功耗性能可能是業(yè)界最好的，因為它完成30fps D1分辨率H.264或VC-1 MP解碼僅需30mW。對于哪些只希望支持主流視頻格式和更重視電池工作壽命的客戶而言，這是一個非常理想的選擇。

杰得董事長歐陽合博士也強調(diào)指出：“與業(yè)內(nèi)其它基于DSP和硬件加速器的音視頻引擎架構(gòu)相比，全硬件解碼是最省電的架構(gòu)，因此可以說X900是目前對功耗非常敏感的主流便攜式多媒體應(yīng)用(如智能手機、游戲數(shù)據(jù)播放機、移動電視和IPTV)的最佳應(yīng)用處理器解決方案?！?/p>

不過，Tolbert有不同看法。他說：“我們相信，帶專用內(nèi)核的多引擎并行處理架構(gòu)可提供最佳的功耗和性能。雖然我們不公開該芯片的功耗信息，但我們相信采用OMAP3430應(yīng)用處理器的手機回放DVD分辨率視頻的時間能夠達到3~4小時。”

CC1100的特色是采用了獨特的ARM9內(nèi)核+向量DSP架構(gòu)，它的處理性能非常突出，支持多種主流視頻格式的高清(D1分辨率)解碼和標清編碼。特別是，它可在D1分辨率和30fps速度下同時完成兩個通道的MPEG-4編碼任務(wù)。希圖視鼎科技總裁兼CEO Gene Liu表示：“到目前為止，我還沒有聽說過市場上有哪款移動多媒體處理器能夠達到這么高的性能。當(dāng)然，從應(yīng)用角度來看，這一性能更適合于多通道視頻監(jiān)控系統(tǒng)，而不是像PMP這樣的手持式移動多媒體設(shè)備?！苯艿肵900僅支持單通道DVD分辨率下30fps的MPEG-4 SP實時編解碼。

圖2：基于X900的開發(fā)板，X900采用ARM926EJ內(nèi)核+全定制H.264/VC-1和MPEG-4硬件編解碼器架構(gòu)。

業(yè)內(nèi)另二家應(yīng)用處理器供應(yīng)商ST和智多微電子的產(chǎn)品尚不能支持高清視頻回放。ST最新Nomadik系列移動多媒體應(yīng)用處理器STn8811目前還只能支持到VGA分辨率30fps的MPEG-4 SP編碼或解碼任務(wù)，對于H.264格式，STn8811只能支持到QVGA分辨率30fps的解碼任務(wù)。上海智多微電子剛推出的移動多媒體應(yīng)用處理器NX200則只能同時實現(xiàn)QVGA分辨率30fps的MPEG-4/H.263解碼和編碼能力。NX200的功耗性能也相當(dāng)不錯，智多微電子首席技術(shù)官周汀表示：“我們整個系統(tǒng)的功耗大約只有120mA，包括芯片音視頻、存儲器和LCD背光等?！?/p>

NX200的優(yōu)勢是采用了智多特別為它量身定做的開放式移動操作系統(tǒng)SmartNX Mobile，它使得NX200平臺能夠?qū)崿F(xiàn)防火墻、垃圾短信過濾、短信智能匪類、視頻電話會議記錄、超級隱身、智能追蹤、炒股軟件、智能搖控以及雙向通話實時錄音和動態(tài)變聲等差異化功能。它還提供了MS Janus DRM10和OMA DRM 1.0等數(shù)字版權(quán)管理功能，以及一款PC同步工具SmartSync，以吸引第三方軟件開發(fā)商提供更多的應(yīng)用軟件。不過，歐陽合博士認為它的缺點也很明顯，他說：“NX200基于ARM7內(nèi)核，處理性能略顯不足，它主要針對低端智能手機市場。此外，雖然它的操作系統(tǒng)代表了未來的開發(fā)方向，但我擔(dān)心它與運行主流操作系統(tǒng)的PC或筆記本電腦通信時可能會有一點問題。”

在所有這些應(yīng)用處理器中，能夠支持到1千萬以上像素的也只有TI的OMAP3430、博通的BCM2727和杰得的X900。OMAP3430架構(gòu)中嵌入的ISP(成像信號處理器)使得它能夠連接到高達1200萬像素的成像傳感器，基于它實現(xiàn)的照相手機能夠具備或超過目前市場上大多數(shù)數(shù)碼相機的性能?！癤900理論上可支持到1600萬像素的CMOS/CCD攝像頭，”杰得董事長歐陽合博士自信地說，“不過，目前市場上尚找不到支持這么高像素的CMOS/CCD攝像頭?！?/p>

BCM2727還有內(nèi)置的高達1,200萬像素的高質(zhì)量照相處理功能。極其先進的片上圖像信號處理器可實現(xiàn)專業(yè)質(zhì)量的照片拍攝和視頻錄制，支持傳感器和鏡頭補償、尖銳化、曝光補償、顏色校正、防“紅眼”以及防抖動等功能。可編程圖像流水線提供額外的控制能力，并能夠迅速開發(fā)和集成新功能、更深入地進行圖像處理。BCM2820只能支持到800萬像素數(shù)碼相機，而智多微電子的NX200則只能支持最高300萬像素的數(shù)碼相機。

OMAP3430、BCM2727和X900均支持3D游戲。OMAP3430是業(yè)內(nèi)首款集成了新定義的OpenGL ES 2.0圖形標準的應(yīng)用處理器，這使它不僅可為手機提供極其逼真的3D圖形功能，而且能夠為用戶帶來堪與當(dāng)前掌上游戲機相媲美的移動游戲體驗。

移動游戲體驗是高性能與高級圖形功能的完美結(jié)合。OMAP3430處理器嵌入了功能強大的ARM Cortex-A8處理器，實現(xiàn)了快速響應(yīng)時間與高性能，可滿足不斷提高的移動游戲要求，支持實時高速、圖形密集型處理要求。ARM Cortex-A8處理器還為移動環(huán)境提供了平衡系統(tǒng)，實現(xiàn)了3D圖形與類似筆記本電腦性能的完美融合，在滿足移動游戲需求的同時還提高了高級操作系統(tǒng)與辦公工具的應(yīng)用性能。

OMAP3430處理器嵌入了Imagination Technologies公司的PowerVR SGX圖形內(nèi)核，這使其成為支持OpenGL ES 2.0與OpenVG標準的首款應(yīng)用處理器，實現(xiàn)了出色的2D/3D圖形性能與高級用戶界面功能。OpenVG提供了2D可縮放矢量圖形的硬件加速功能，支持創(chuàng)建高級仿真用戶界面與Flash動畫。TI還通過OpenGL ES 2.0標準的‘智能像素’技術(shù)為移動游戲環(huán)境帶來高級動態(tài)影像功能，這種獨特技術(shù)使游戲開發(fā)人員能夠?qū)τ跋裰械拿總€像素進行獨立編程，以創(chuàng)建豐富的效果，實現(xiàn)影院級的逼真體驗。這樣，用戶就能在移動游戲中獲得身臨其境的體驗，欣賞到逼真的面部表情、高級反射效果以及多紋理背景。

TI的Tolbert說：“OMAP3430應(yīng)用處理器通過集成在ARM Cortex-A8內(nèi)核中的稱為Jazelle的Java加速技術(shù)包含了3D Java加速圖形功能。此外，PowerVR SGX 3D圖形加速器也具有直接Java支持。”而杰得X900應(yīng)用處理器對3D圖形功能的支持則主要通過Java加速技術(shù)在ARM926內(nèi)核中實現(xiàn)。

BCM2727也具有先進的內(nèi)置2D和3D圖形加速器，并采用了高效率音頻技術(shù)，它不僅能夠提供豐富的觀看和收聽體驗，還為移動游戲應(yīng)用提供了一個強大的平臺。圖形流水線針對高效率Open VG 1.0和Open GL ES 1.1/2.0進行了優(yōu)化，能達到每秒3200萬三角形的峰值性能。

IDC的分析師Mario Morales指出：“隨著無線市場不斷發(fā)展，3D圖形與高端視頻技術(shù)將不斷提供新的內(nèi)容與服務(wù)，提高移動用戶體驗。半導(dǎo)體平臺必須能為高端市場領(lǐng)域與主流市場提供有關(guān)增值特性，這樣才能保持良好的發(fā)展勢頭，滿足客戶對各種誘人特性，諸如720p視頻回放與OpenGL ES 2.0高級圖形功能等的需求，從而實現(xiàn)更豐富的用戶使用體驗?！?/p>

增強型圖形體驗將推動移動游戲的普及。ISuppli認為，到2010年，全球移動游戲用戶數(shù)量平均每月將達1.34億人，比2005年的3,800萬人增長兩倍還多。