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(jī)和移動(dòng)多媒體設(shè)備(如PMP、PND、信息家電和車(chē)內(nèi)娛樂(lè)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(wàn)像素級(jí)照片和視頻片斷、收看各種地面/衛(wèi)星傳輸標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)電視、進(jìn)行實(shí)時(shí)GPS導(dǎo)航和參加國(guó)際多方視頻會(huì)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(biāo)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(dá)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(dá)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(jī)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(jī)。

TI OMAP處理器全球產(chǎn)品市場(chǎng)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(wú)論在性能還是功耗上都有很大的改善?！?/p>

BCM2727高清移動(dòng)多媒體處理器可以低功率實(shí)現(xiàn)H.264格式的D1分辨率(720p)高清視頻編碼和解碼?；谒鼘?shí)現(xiàn)的手機(jī)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(biāo)準(zhǔn)容量手機(jī)電池的情況下，支持5個(gè)多小時(shí)的高清視頻播放或大約3個(gè)小時(shí)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(jī)或其它便攜式多媒體設(shè)備將其存儲(chǔ)的各種分辨率視頻內(nèi)容接到大屏幕電視機(jī)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(guò)只能支持到QVGA和CIF分辨率，它的缺點(diǎn)是犧牲了一些靈活性，但優(yōu)點(diǎn)也十分突出，全硬件編解碼實(shí)現(xiàn)方式使得它的功耗性能可能是業(yè)界最好的，因?yàn)樗瓿?0fps D1分辨率H.264或VC-1 MP解碼僅需30mW。對(duì)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(hù)而言，這是一個(gè)非常理想的選擇。

杰得董事長(zhǎng)歐陽(yáng)合博士也強(qiáng)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(shuō)X900是目前對(duì)功耗非常敏感的主流便攜式多媒體應(yīng)用(如智能手機(jī)、游戲數(shù)據(jù)播放機(jī)、移動(dòng)電視和IPTV)的最佳應(yīng)用處理器解決方案。”

不過(guò)，Tolbert有不同看法。他說(shuō)：“我們相信，帶專(zhuān)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(kāi)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(jī)回放DVD分辨率視頻的時(shí)間能夠達(dá)到3~4小時(shí)?！?/p>

CC1100的特色是采用了獨(dú)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(biāo)清編碼。特別是，它可在D1分辨率和30fps速度下同時(shí)完成兩個(gè)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(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)市場(chǎng)上有哪款移動(dòng)多媒體處理器能夠達(dá)到這么高的性能。當(dāng)然，從應(yīng)用角度來(lái)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(dòng)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(shí)時(shí)編解碼。

圖2：基于X900的開(kāi)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(dòng)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(duì)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(dòng)多媒體應(yīng)用處理器NX200則只能同時(shí)實(shí)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(cuò)，智多微電子首席技術(shù)官周汀表示：“我們整個(gè)系統(tǒng)的功耗大約只有120mA，包括芯片音視頻、存儲(chǔ)器和LCD背光等。”

NX200的優(yōu)勢(shì)是采用了智多特別為它量身定做的開(kāi)放式移動(dòng)操作系統(tǒng)SmartNX Mobile，它使得NX200平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)防火墻、垃圾短信過(guò)濾、短信智能匪類(lèi)、視頻電話會(huì)議記錄、超級(jí)隱身、智能追蹤、炒股軟件、智能搖控以及雙向通話實(shí)時(shí)錄音和動(dòng)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(kāi)發(fā)商提供更多的應(yīng)用軟件。不過(guò)，歐陽(yáng)合博士認(rèn)為它的缺點(diǎn)也很明顯，他說(shuō)：“NX200基于ARM7內(nèi)核，處理性能略顯不足，它主要針對(duì)低端智能手機(jī)市場(chǎng)。此外，雖然它的操作系統(tǒng)代表了未來(lái)的開(kāi)發(fā)方向，但我擔(dān)心它與運(yùn)行主流操作系統(tǒng)的PC或筆記本電腦通信時(shí)可能會(huì)有一點(diǎn)問(wèn)題。”

在所有這些應(yīng)用處理器中，能夠支持到1千萬(wàn)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(hào)處理器)使得它能夠連接到高達(dá)1200萬(wàn)像素的成像傳感器，基于它實(shí)現(xiàn)的照相手機(jī)能夠具備或超過(guò)目前市場(chǎng)上大多數(shù)數(shù)碼相機(jī)的性能?！癤900理論上可支持到1600萬(wàn)像素的CMOS/CCD攝像頭，”杰得董事長(zhǎng)歐陽(yáng)合博士自信地說(shuō)，“不過(guò)，目前市場(chǎng)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(dá)1,200萬(wàn)像素的高質(zhì)量照相處理功能。極其先進(jìn)的片上圖像信號(hào)處理器可實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)質(zhì)量的照片拍攝和視頻錄制，支持傳感器和鏡頭補(bǔ)償、尖銳化、曝光補(bǔ)償、顏色校正、防“紅眼”以及防抖動(dòng)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(kāi)發(fā)和集成新功能、更深入地進(jìn)行圖像處理。BCM2820只能支持到800萬(wàn)像素?cái)?shù)碼相機(jī)，而智多微電子的NX200則只能支持最高300萬(wàn)像素的數(shù)碼相機(jī)。

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(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用處理器，這使它不僅可為手機(jī)提供極其逼真的3D圖形功能，而且能夠?yàn)橛脩?hù)帶來(lái)堪與當(dāng)前掌上游戲機(jī)相媲美的移動(dòng)游戲體驗(yàn)。

移動(dòng)游戲體驗(yàn)是高性能與高級(jí)圖形功能的完美結(jié)合。OMAP3430處理器嵌入了功能強(qiáng)大的ARM Cortex-A8處理器，實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)時(shí)間與高性能，可滿(mǎn)足不斷提高的移動(dòng)游戲要求，支持實(shí)時(shí)高速、圖形密集型處理要求。ARM Cortex-A8處理器還為移動(dòng)環(huán)境提供了平衡系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了3D圖形與類(lèi)似筆記本電腦性能的完美融合，在滿(mǎn)足移動(dòng)游戲需求的同時(shí)還提高了高級(jí)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(biāo)準(zhǔn)的首款應(yīng)用處理器，實(shí)現(xiàn)了出色的2D/3D圖形性能與高級(jí)用戶(hù)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(jí)仿真用戶(hù)界面與Flash動(dòng)畫(huà)。TI還通過(guò)OpenGL ES 2.0標(biāo)準(zhǔn)的‘智能像素’技術(shù)為移動(dòng)游戲環(huán)境帶來(lái)高級(jí)動(dòng)態(tài)影像功能，這種獨(dú)特技術(shù)使游戲開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)τ跋裰械拿總€(gè)像素進(jìn)行獨(dú)立編程，以創(chuàng)建豐富的效果，實(shí)現(xiàn)影院級(jí)的逼真體驗(yàn)。這樣，用戶(hù)就能在移動(dòng)游戲中獲得身臨其境的體驗(yàn)，欣賞到逼真的面部表情、高級(jí)反射效果以及多紋理背景。

TI的Tolbert說(shuō)：“OMAP3430應(yīng)用處理器通過(guò)集成在ARM Cortex-A8內(nèi)核中的稱(chēng)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?！倍艿肵900應(yīng)用處理器對(duì)3D圖形功能的支持則主要通過(guò)Java加速技術(shù)在ARM926內(nèi)核中實(shí)現(xiàn)。

BCM2727也具有先進(jìn)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(tīng)體驗(yàn)，還為移動(dòng)游戲應(yīng)用提供了一個(gè)強(qiáng)大的平臺(tái)。圖形流水線針對(duì)高效率Open VG 1.0和Open GL ES 1.1/2.0進(jìn)行了優(yōu)化，能達(dá)到每秒3200萬(wàn)三角形的峰值性能。

IDC的分析師Mario Morales指出：“隨著無(wú)線市場(chǎng)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(dòng)用戶(hù)體驗(yàn)。半導(dǎo)體平臺(tái)必須能為高端市場(chǎng)領(lǐng)域與主流市場(chǎng)提供有關(guān)增值特性，這樣才能保持良好的發(fā)展勢(shì)頭，滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)各種誘人特性，諸如720p視頻回放與OpenGL ES 2.0高級(jí)圖形功能等的需求，從而實(shí)現(xiàn)更豐富的用戶(hù)使用體驗(yàn)。”

增強(qiáng)型圖形體驗(yàn)將推動(dòng)移動(dòng)游戲的普及。ISuppli認(rèn)為，到2010年，全球移動(dòng)游戲用戶(hù)數(shù)量平均每月將達(dá)1.34億人，比2005年的3,800萬(wàn)人增長(zhǎng)兩倍還多。