|
基于MP3音頻播放器市場(chǎng)的正面表現(xiàn)，開(kāi)發(fā)者和制造商對(duì)支持視頻的便攜式媒體播放器的市場(chǎng)前景抱有很大的期望。消費(fèi)者對(duì)集成音頻、視頻、導(dǎo)航、游戲和移動(dòng)電視功能的個(gè)人娛樂(lè)中心表現(xiàn)出興趣。 伴隨著業(yè)界分析家對(duì)明年該市場(chǎng)強(qiáng)勁增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)，多格式內(nèi)容支持、播放時(shí)間、安全性、有競(jìng)爭(zhēng)力的成本和上市時(shí)間，都將會(huì)是開(kāi)發(fā)者和制造商在這個(gè)消費(fèi)電子市場(chǎng)上取得最大成功的關(guān)鍵。選擇合適的處理器平臺(tái)會(huì)造成應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的基本差異。 硬件平臺(tái)的選擇 對(duì)PMP硬件平臺(tái)的兩個(gè)通用選擇是一個(gè)微控制器（MCU）加一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），或者一個(gè)帶有硬件加速器的MCU。相對(duì)于單芯片結(jié)構(gòu)，這些兩芯片的解決方案會(huì)占用更多電路板空間和增加系統(tǒng)成本。 另一種選擇是片上系統(tǒng)（SoC）方案，在單個(gè)封裝上集成了MCU核和DSP核。通常來(lái)講，SoC會(huì)比MCU+DSP和MCU+硬件加速器的結(jié)構(gòu)占用更少的電路板空間。因?yàn)镸CU和DSP執(zhí)行不同的任務(wù)，兩個(gè)開(kāi)發(fā)工具集和兩組執(zhí)行代碼仍然是必要的。復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換和程序進(jìn)程協(xié)作仍發(fā)生在該MCU和DSP之間。即使使用這種單芯片SoC方案，系統(tǒng)級(jí)的復(fù)雜性仍是開(kāi)發(fā)工程師和支持工程師不得不考慮的因素。 一種替代方案是融合MCU和DSP能力的“會(huì)聚”處理器。一個(gè)真正的會(huì)聚處理器應(yīng)該在實(shí)時(shí)多媒體數(shù)據(jù)流的計(jì)算和面向控制的任務(wù)上進(jìn)行優(yōu)化。ADI公司的高性能Blackfin處理器家族體現(xiàn)了這種會(huì)聚設(shè)計(jì)。Blackfin是一個(gè)在單核結(jié)構(gòu)上提供MCU和數(shù)字信號(hào)處理功能的定點(diǎn)處理器，允許在控制和信號(hào)處理上靈活劃分任務(wù)。覆蓋整個(gè)Blackfin陣容的相同的開(kāi)發(fā)環(huán)境，使得開(kāi)發(fā)和調(diào)試具有不同特征組合的PMP更快速和更便宜。 支持內(nèi)容：格式和性能 像音頻一樣，視頻內(nèi)容也是來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)上下載的無(wú)限制和優(yōu)質(zhì)內(nèi)容。很多不同的媒體標(biāo)準(zhǔn)、不同版本和不同視頻格式同樣存在。所以當(dāng)PMP終端支持不同媒體格式和其他如Wi-Fi、移動(dòng)電視和游戲的附加值的功能時(shí)，潛在內(nèi)容全面擴(kuò)展。轉(zhuǎn)碼是另一個(gè)有用的屬性，而且是必要的，這樣下載的視頻可以不用在PC機(jī)上轉(zhuǎn)碼而直接轉(zhuǎn)換為在PMP上可觀看的格式。 然而，與MPEG-2/4比較，如RMVB、Flash、H.264和AVS的算法的其他算法更復(fù)雜和消耗更多的處理器性能。 現(xiàn)有的商業(yè)可用的SOC解決方案具備有限的處理能力（MCU操作在100MHz左右，DSP不超過(guò)150MHz）。當(dāng)復(fù)雜算法和功能超出了現(xiàn)選SOC的能力時(shí)，轉(zhuǎn)移到不同的處理器上是唯一可行的選擇。 對(duì)MCU+硬件加速器解決方案來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)性能主要決定于硬件加速器的能力上。而且硬件加速器的開(kāi)發(fā)難于和不斷變換的媒體格式保持同步。 工作頻率高達(dá)600 MHz (1.2GMMACS)，Blackfin的會(huì)聚處理結(jié)構(gòu)提供了處理復(fù)雜算法和功能的充裕運(yùn)算性能。因?yàn)锽lackfin同時(shí)帶來(lái)了實(shí)時(shí)信號(hào)處理和高清晰視頻編解碼、多種音頻和視頻格式和豐富的外設(shè)。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)簡(jiǎn)單修改軟件實(shí)現(xiàn)支持不同媒體格式和功能的PMP設(shè)計(jì)。由于Blackfin支持軟件可編程,開(kāi)發(fā)者同樣可以融入更新的媒體格式和標(biāo)準(zhǔn)。 因?yàn)樯鐣?huì)網(wǎng)絡(luò)變得更加流行，消費(fèi)者想分享他們PMP上的音頻和視頻。（當(dāng)然，需要遵循版權(quán)和許可）除了它的媒體處理能力，Blackfin提供足夠的性能以融入一個(gè)處理Wi-Fi互聯(lián)和Internet用戶接口的無(wú)線協(xié)議棧和外設(shè)。 便攜性：尺寸和功耗管理 外形因素和功率消耗帶給開(kāi)發(fā)者在多媒體播放器上的限制會(huì)比MP3音頻播放器和手機(jī)更加嚴(yán)格。 外設(shè)集成是Blackfin處理器的一個(gè)強(qiáng)勁的功能表現(xiàn)。通過(guò)提供帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口的高性能內(nèi)核，Blackfin節(jié)省了電路板空間，將昂貴的外部組件減到最少。開(kāi)發(fā)成為流水線，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)人員不用花費(fèi)任何時(shí)間在集成包括USB2.0高速OTG控制器、NAND閃存控制器、UART、SPI、串口、DMA主接口和并行外設(shè)接口上。 功耗是個(gè)在PMP設(shè)計(jì)中的門檻。因?yàn)槎嗝襟w特征和網(wǎng)絡(luò)連接需要消耗更多功率，同時(shí)消費(fèi)者希望更長(zhǎng)的播放時(shí)間和更小的產(chǎn)品體積和質(zhì)量。為了延長(zhǎng)電池壽命和降低功率消耗，通常芯片廠商會(huì)降低處理器的內(nèi)核頻率以匹配該數(shù)據(jù)流處理要求。由于不斷增加的PMP功能造成對(duì)處理性能進(jìn)而對(duì)電源更大且變化的需求，靜態(tài)的電源管理相對(duì)變得不足。毫瓦(mW)每兆赫茲(MHz)的優(yōu)化對(duì)更長(zhǎng)的待機(jī)和播放時(shí)間是必須的。 Blackfin采用動(dòng)態(tài)電源管理來(lái)調(diào)整核心頻率和電壓，從而在更低功耗下優(yōu)化性能。Blackfin可以在五種功耗模式下工作—全速、活動(dòng)、睡眠、深度睡眠和冬眠—每種都提供不同的功耗/性能表現(xiàn)。每種模式下，一個(gè)內(nèi)部的調(diào)節(jié)器為達(dá)到功耗最小化智能管理電壓。該電源消耗和性能比可以達(dá)到250MHz 核心電壓下的0.16mW/MHz 。 安全：一個(gè)都關(guān)注的話題 安全性已經(jīng)成為業(yè)界的焦點(diǎn)，因?yàn)镻MP的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、千兆字節(jié)存儲(chǔ)以及便攜性在不斷增長(zhǎng)。解決方案提供者和制造商想保護(hù)他們自己的如驅(qū)動(dòng)、操作系統(tǒng)和用戶接口等的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。內(nèi)容提供商可能拒絕許可他們的媒體內(nèi)容，除非其數(shù)字權(quán)利管理（DRM）是安全的。個(gè)人數(shù)據(jù)保護(hù)和設(shè)備認(rèn)證也加入考慮之列，因?yàn)樯鐣?huì)網(wǎng)絡(luò)已演進(jìn)為包含視頻共享和電子商務(wù)。 盡管有很多數(shù)據(jù)安全方法，一個(gè)共同的特點(diǎn)是安全設(shè)計(jì)經(jīng)常是在設(shè)計(jì)后期。兩個(gè)流行的方法是軟件加密或打包。這種僅基于軟件的方法可能基于操作系統(tǒng)對(duì)安全和非安全環(huán)境的隔離。軟件和硬件攻擊、采用硬件仿真器或者軟件注入，可以輕易得擊敗上述手段。一個(gè)保護(hù)DRM密鑰的方法是使用軟件來(lái)隱藏私密資源，但這也會(huì)通過(guò)存儲(chǔ)器分析而使其失效。 在可信任模塊中插入的組合密碼是另一種經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)安全技術(shù)。然而，黑客仍然可以通過(guò)監(jiān)測(cè)總線和數(shù)據(jù)移出可信任模塊時(shí)，或者數(shù)據(jù)從可信任模塊讀出或?qū)懭霑r(shí)啟動(dòng)軟件攻擊來(lái)獲取私密資源。 通過(guò)在開(kāi)始時(shí)就進(jìn)行安全性設(shè)計(jì)，可以得到更強(qiáng)大的保護(hù)，同時(shí)使用硬件和軟件來(lái)保證包括密鑰、代碼和數(shù)據(jù)等安全資源的保密性和完整性。通過(guò)Blackfin的Lockbox安全技術(shù)，解決方案開(kāi)發(fā)者也可以選擇采用標(biāo)準(zhǔn)算法來(lái)認(rèn)證數(shù)字簽名和使用一個(gè)安全的運(yùn)行代碼和保護(hù)資源的處理環(huán)境。對(duì)安全區(qū)域的進(jìn)入由硬件監(jiān)控。 而且，借助Lockbox安全技術(shù)，開(kāi)發(fā)者可以在每個(gè)Blackfin處理器上使用獨(dú)一的芯片ID來(lái)獨(dú)一無(wú)二地鑒別每一個(gè)設(shè)備。這個(gè)獨(dú)一的芯片ID可以和可信任的DRM代理商一起使用，來(lái)實(shí)施權(quán)利繼續(xù)或撤銷。另一個(gè)可能是當(dāng)安全性受威脅時(shí)使用芯片ID將OEM設(shè)備拉入黑名單。這個(gè)獨(dú)一無(wú)二的芯片ID同樣可以用于綁定一個(gè)處理器到一個(gè)特定的啟動(dòng)代碼上從而防止設(shè)備被克隆。 成本：物料消耗和開(kāi)發(fā) 如果PMP繼續(xù)追隨其它消費(fèi)類電子產(chǎn)品的趨勢(shì)，在未來(lái)幾年里他們將在更低的價(jià)格上實(shí)現(xiàn)更多的特征。結(jié)果開(kāi)發(fā)者和制造商會(huì)更加關(guān)注成本和上市時(shí)間。 處理器本身不是成本的最大貢獻(xiàn)者，必需的軟件開(kāi)發(fā)也有相當(dāng)?shù)挠绊憽梢酝ㄟ^(guò)開(kāi)發(fā)工具的使用、參考設(shè)計(jì)和第三方軟件降低成本。越來(lái)越短的PMP產(chǎn)品生命周期同樣意味著對(duì)解決方案開(kāi)發(fā)者壓縮研發(fā)周期。可以通過(guò)處理器集成的外設(shè)和開(kāi)發(fā)支持加速研發(fā)。 在這種雙芯片處理器平臺(tái)上(MCU + DSP 或 MCU + 硬件加速器)和經(jīng)典的片上系統(tǒng)（SOC）平臺(tái)上，MCU 和 DSP的功能仍然通過(guò)單獨(dú)的工具鏈和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)區(qū)分。Blackfin，作為一會(huì)聚處理器，提供了在單處理器和統(tǒng)一的工具鏈上工作的方式。 而且，軟件編程性能和外設(shè)集成使得不用增加任何物料成本就能增加新的功能。產(chǎn)品和特征差異化更加快了，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)人員可以把精力集中在他們的應(yīng)用軟件上，同時(shí)還可以利用由ADI開(kāi)發(fā)的高度優(yōu)化的音頻和視頻算法和第三方提供的軟件模塊和參考設(shè)計(jì)。 本文小結(jié) 帶視頻的多媒體處理器提升了PMP的設(shè)計(jì)需求，增加了對(duì)多格式媒體支持、高性能、功耗管理和安全的要求。對(duì)超越只支持音頻的MP3播放器的方案開(kāi)發(fā)者和制造商來(lái)說(shuō)，把握市場(chǎng)需求可以從選擇一個(gè)合適的處理器開(kāi)始。 |
