多功能融合催生下一代PMP方案

便携式多媒体播放器面世已经有六到七年的时间，从早期纯粹具备音频播放功能的MP3播放器问世，到视频应用的兴起和快速发展，再到近几年来与各种其他功能如移动通信、全球定位系统(GPS)、移动数字电视(MDTV)、电子游戏等的融合，便携式多媒体娱乐设备功能越发强大，目前已经同电视机、个人电脑一样成为人们日常生活不可缺少的一部分。

据市场调查公司In-Stat估计，手持式多媒体电子产品的市场需求会稳步上升，例如具备视频功能的便携式多媒体产品将会持续增长，预计年销量将会由2006年的3亿台左右增至2011年的10亿台。面对如此巨大的市场，终端厂商在进行功能和方案选择时必须充分掌握市场动向，对未来的技术发展趋势有清醒的认识。

多种功能融合对处理器的挑战

对于未来的便携式设备，仅具备音视频播放功能已经不能满足消费者的需求，因此单纯的音视频PMP方案已经不能被客户所接受。微软之前推出的ZUNE播放器就具备了Wi-Fi功能，而据传苹果也会在今年下半年推出带有Wi-Fi功能的新款ipod。其他的功能，诸如GPS、移动电视、蓝牙、电子游戏都融合进了播放器中，为消费者提供了更加丰富的体验，也增加了工程师在方案选择和系统集成时的难度。

恩智浦半导体手机及个人移动通信事业部个人娱乐方案产品经理D.J. Riezebos表示，便携导航设备(PND)市场正在迅速发展，随着便携导航设备在多媒体功能方面愈加强大，这几个市场将趋向融合。尽管目前便携娱乐应用与基于位置的应用还有很大不同，随着处理器能力的提高，未来将会有新的融合应用，例如：利用视频(而不是文本和图像)来演示兴趣点信息(Point of Interest)，如对旅店或博物馆的虚拟介绍和展示；应用于驾驶或步行时对地图上的物体的更先进的图形演示，如真实的3D地图等。

芯慧同用总裁兼首席执行官Cary Ussery认为，下一代便携式多媒体产品应该包含如下几点重要特性：支持多种媒体标准并且能够从广泛的来源(PC、DVD、电视机、移动电视广播、Wi-Fi)获得音视频内容；精密设计的用户界面；互联互通的进步，即根据不同的应用既可以作为网络终端，又可以作为主控制设备；集成音视频录制功能；实现低成本甚至零成本的用户扩展能力，如增加或者完善编解码格式，增加新特性等。

面对如此丰富的功能，便携式多媒体处理器应该具备怎样的特性来满足需求呢？首先，最大的问题是功耗，丰富的功能带来的是更大的功耗，谁都不希望自己的PMP只能播一两个小时视频。珠海炬力集成电路设计有限公司市场策略总监李强表示，如何有效在功耗和高性能之间取得平衡是这个行业面临的一大难题。因此，高性能低功耗的内核将会在新一轮的竞争中脱颖而出。德州仪器亚洲区数字娱乐产品事业部市场开发经理严金祥表示，一个可行的降低功耗的方法是采用动态功率管理，TI针对PMP的达芬奇方案支持多种内核电压与功率域，这使系统能够通过“关闭”待用功能来降低功耗。而ADI也表示用于便携式的Blackfin系列处理器同样支持动态功率管理功能。

其次，丰富的功能给处理器提出了更高的要求，多核架构是一个发展方向。芯慧同用的Cary Ussery表示，现有的媒体解决方案已经不能满足多功能融合需求，新的解决方案呼之欲出，让用户体验丰富的音视频内容并且延长电池播放时长都需要创新的PMP系统结构，采用多个DSP核是一个趋势，让每个核心都为媒体处理中的不同关键算法特别优化。上海杰得市场部商务拓展经理罗霖也表示，下一代的媒体处理器应该是可编程的，应该是多个ARM加上可编程DSP或者多个ARM加上硬件加速器加以实现。而TI推荐采用ARM+DSP+硬件加速器的多核架构，这样的设计更加具备灵活性。NXP的D.J. Riezebos则强调，DSP比硬件加速器更能满足软件再利用需求，多核架构带来了额外的灵活性，但随之而来的是在硅领域的成本增加，这种成本增加只有在面对多样的消费产品或细分的市场，或平台的市场寿命得以显著延长，或新特征可以更快地进入市场的情况下才可以被接受。对高端便携式媒体播放器产品，如D1/HD视频解码，及带GPS或移动电视功能，由于不断会有新功能推出，应用较多，软件的再利用十分重要，所以架构的灵活性很关键。

对于PND的实现，目前有两种方法实现，内嵌GPS模块和外接SD、USB接口模块方式。星亮电子高级应用工程师刘鲤江表示，“在PMP加入GPS功能不论是内嵌还是采用外接模块方式来实现，由于GPS模块的完善和PMP本身强大的硬件资源，所以在硬件方面没有太大的问题，只需要在天线信号接入时注意PCB的布线。另外就是电子地图软件的获得，如何与出版该软件的第三方公司合作涉及到版权费用的问题。”移动电视同样可以通过外接移动电视模块加以实现，目前面临主要的挑战，国外是频谱利用问题，而国内则是标准问题。TI的严金祥表示，对于中国本土，地面电视国家标准为DMB-TH，移动电视国标还没有定，国产标准在实际应用中面临很多障碍，目前本土最新的DMB-TH解调器功耗还在700mW以上，用在便携式设备上并不合适，因此TI目前与多种方案都在进行合作，包括CMMB、T-MMB等，TI还提供低功耗的PMP+DVB-T方案，鉴于目前国内还保留有很多的DVB-T基站，这个市场仍有潜力。同样，Wi-Fi功能也可通过外接模块实现。

需要支持的音视频格式

尽管未来的便携式多媒体设备将具备各种丰富多彩的功能，但作为一款多媒体设备，音视频应用才是最基本的，也是最能决定消费者购买心理的因素。而音视频编解码标准的多样性决定了音视频格式的多样性，媒体处理器不可能再象DVD芯片一样支持一种格式即可。一般来说，消费者是不愿意浪费时间在PC上转换视频格式的，因此，要想抓住用户，具备多格式播放能力是最基本的竞争力。

音频方面，对各种码流和编码方式的MP3、WMA的支持是必须的，而随着存储空间的增大，部分消费者对无损音频格式的需求也更加高涨。APE或者FLAC格式音频成为许多音乐爱好者的必选，因此，增加对这类标准的支持有可能成为厂商一个重要的卖点或是噱头。欧胜微电子公司产品市场工程师Yan Goh认为，下一代音频CODEC应该具备低功耗、高度集成和小体积的特性，欧胜即将推出的音频CODEC在播放时仅有10mW功耗，并且集成了AB类或者D类放大器以及各种硬件音效、无电容耳机驱动、电源管理和电池充电器，更好的节省BOM成本并减少设备体积。

视频方面，TI的严金祥表示，最基本的编解码方式如MPEG-4，是必须的，而WMV的热度会持续增加，在中国大陆，RM/RMVB是个热点，而随着Youtube等视频网站的流行，flash视频(FLV格式)将有可能成为未来的明星级应用。美国模拟器件公司汇聚平台服务部门技术市场经理陆磊也表示，主流的编解码格式在各个地区是不同的，在中国，MPEG-4和RM/RMVB是非常流行的，而在美国和欧洲，H.264和WMV则相对更加主流。另外，随着本土编解码标准AVS有望在国内IPTV和移动电视上采用，国内市场产品未来是否需支持AVS也需要观察。TI的严金祥还特别强调了转码的应用，由于视频标准越来越多，消费者用PMP录制数字电视节目或移动电视视频时需要进行转码运算，比如将MPEG-2格式的电视节目提高压缩率进行录制，或者改变分辨率录制成H.264的文件，这个时候，转码显得格外重要。严金祥强调，达芬奇方案可以支持双通道编码和解码，既“边录边看”的功能。

未来的便携式设备的屏幕分辨率和尺寸也是必须关注的。读者可能还对06年福州瑞芯微电子的RK26XX方案横扫本土PM3/PM4市场的情况记忆犹新，由于TFT显示模块的持续降价，瑞芯很好的规划了低成本视频播放MP3的市场，大批低价的具备176×220或者QVGA视频播放功能的播放器迅速上市，抢去了不少高端PMP的市场。中小尺寸TFT模块的降价还在继续，未来的便携式多媒体设备的屏幕分辨率和尺寸必须在感官需求、便携性、功耗和处理器性价比几方面进行折衷。TI的严金祥认为，未来3.5到7英寸都会有产品，再大就会面临便携性和功耗的问题，分辨率上480×272或者432×240会成为主流；而ADI的陆磊认为，超过4.3英寸(480×272分辨率)在便携性方面会受到很大的限制；NXP的D.J. Riezebos也认为，4英寸的WQVGA显示屏是大多数PMP+GPS+MDTV应用的最好选择，WVGA是第二选择；杰得的罗霖认为，480×272会比较流行，VGA和WVGA也在逐渐渗透市场。

最新方案和特色

目前主要的便携式多媒体播放器芯片供应商都提供从硬件参考设计到开发工具、中间件和操作系统等一系列支持，而诸如TI、ADI等大厂在本土都有多家第三方设计公司和软件合作伙伴进行方案支持，厂商可以针对不同的市场领域进行充分的选择和比较。一些比较成熟的解决方案，如英特尔的PXA27x系列、AMD的AU1200、Sigma Designs的EM851x、飞思卡尔的i.MX21/i.MX31、TI的TMS320DM270/TMS320DM320、ADI的BF531/BF533、安凯的AK3220、凌阳的SPCA536、Rockchip的RK26XX系列以及三星、富士通、夏普方案等，国内已经有厂商在采用，这里就不进行详述了。我们列举了一些主流厂商最新的解决方案特性和支持的特色应用供大家参考。

作者：马一丁