2015 Imagination高峰论坛全程特别报道

OPTION_5:HP

11月中旬“2015 Imagination 高峰论坛”分别在上海、北京隆重举行。论坛期间，Imagination Technologies高管与技术专家，携手来自Mentor Graphics、Rightware、CSIA、Synopsys、DOLBY、SMIC、北京君正等重量级合作伙伴，与中国工程师们一起，深入分享全新思维与科技创新所带来的领先技术成果。 《电子工程专辑》、《电子技术设计》和《国际电子商情》记者分别在上海与北京，对Imagination CEO作了专访，同时也对本次峰会作了全程的特别报道，记录了本次峰会的精彩内容。

直面下一波创新，未来社会需要什么？Imagination Technologies公司CEO Hossein Yassaie 爵士在高峰论坛做主旨演讲时率先指出，“20年前的情况和现在非常不同，工程师需要关注到这些变化。我们的社会正经历重大变革，全球加速一体化、平坦化步伐，能源紧缺、中产阶级崛起、人类寿命提高、人口结构变迁，这些都是如今的技术专业人士所需要共同关注的方向。来自半导体、医疗、生命科学等领域的科技创新正在加速，未来5-10年，加速创新会带来巨大变革，我们必须参与其中。”

图：Imagination Technologies公司CEO Hossein Yassaie 爵士在2015 Imagination高峰论坛做“新思维拥抱下一波创新”的主旨演讲。

Imagination中国区总经理刘国军先生也在致辞中表示，“作为新加入Imagination的一员，我本人非常激动地看到 Imagination的IP平台实际已面向下一代物联网和所有智能方面的技术、如智能汽车、智慧城市等，我们目前所投入的工作，将对半导体产业下一代发展有重要贡献。同时今天会有很多合作伙伴到会提供先进技术与解决方案，希望在座的每一位工程师都能有极大的收获。”

图：Imagination中国区总经理刘国军在峰会现场致词

Imagination助力中国半导体差异化创新

在过去几年中，中国半导体市场发生了翻天覆地的变化。对于这种变化，Hossein Yassaie 爵士认为，“中国市场的重要性对Imagination来说不言而喻。习主席不久前对英国进行了正式友好访问，我认为中英两国政府关系的加强，将更加有助于两国企业间的合作。同时，我也很喜欢李总理提出的‘大众创业、万众创新’战略，这说明创新的产业格局不是单靠一两家像Imagination这样的公司就可以改变的，它需要整个国家的努力，需要营造一个健康的生态系统。对我们来说，EDA、晶圆代工、IC设计、系统厂商、互联网内容与服务供应商都是重要的伙伴，‘一荣俱荣，一损俱损’，所以我们在产品设计上会充分考虑与他们的衔接与联动。”

IP是半导体行业的基础，具备极大的灵活性，更贴近设计者与终端应用。作为一家IP厂商，Imagination拥有从低端到高端广泛的IP平台，可以支持各个应用领域的产品。“以IoT为例，这是一个‘巨大但极度分散’的市场，产品升级换代速度快，产品上市时间紧，如果所有工作都从头做起，这显然是不可能的。所以我们希望能与客户结成合作伙伴关系，帮助他们实现创新的梦想。所以对于像可穿戴设备、信息安全、智能汽车、医疗、物联网、机器人等新兴市场Imagination也没有保守。因此我们最重要的使命，就是建设良好的生态系统，让客户能够基于我们的IP平台开发出具备差异化的创新型产品，实现Win-Win的双赢局面。” Hossein肯定地表示。

相对于中国企业习惯的价格战，Hossein Yassaie 则认为，实现‘差异化’将更为明智与重要。“中国厂商最大的问题在于，‘仍然无时不刻的在进行残酷的价格战’，导致利润空间被一再挤压，缺乏前行动力。这是一种短视的做法。无论是在高存量市场还是在新兴市场，消费者真正需要的是灵活的价格与差异化创新产品的优化组合。对于构建IP平台，Imagination所致力提供的是经验证的，可快速使用的平台，从核心IP （PowerVR +MIPS+ Ensigma）到客制化的IP整合，IC设计公司可以在此基础上加入自己所需的部分，快速、低成本建立差异化SoC。我一直认为差异化机制对于中国半导体参与者而言很重要，中国半导体业不应该是以价格来竞争，而应该以差异化做竞争，做有差异化的成功产品。”

Hossein Yassaie 最后在谈到IoT市场发展时表示：“IoT市场很大但非常细分，做好产品化不容易。目前成功的公司一般有自己有很好的生态系统，通过与周围企业建立环境来推动IoT，从传统IoT到专业IoT目前看来有六大市场： 能源、健康、安全、工业、农业、零售。主要需要解决3层技术：基本层是传感器应用，包括处理与连接；第二层在传感器的基础上添加声音，这是人机交互最自然的方式；第三层在上述两层的基础上再加视觉技术，这三个层次都会是imagination提供整合方案的方向。”

物联网发力需要技术变革与微创新

在Imagination 2015高峰论坛的主旨演讲环节，来自IC行业领军人物与企业领导对于‘下一波技术创新’纷纷发表精彩观点。

清华大学微纳电子学系魏少军教授表示： 虽然半导体产业并购加剧，市场步入成熟期，工艺升级换代在放缓，但技术革新步伐并没有放缓。目前中国的半导体工艺仍不理想，预计在2020年前仍将与国外工艺维持两代的差距。受主要电子产品销售不利影响，预计在2015年后，全球半导体市场可能迎来‘零’增长时代。同时受系统整机公司陆续强化芯片研发影响， IP公司、EDA公司、Foundry公司仍会向好，但芯片公司影响较大。技术上，体硅平面结构已经终结，3D结构也将是硅基终极技术，后CMOS，进入亚纳米尺度后，晶体管将是全新材料，工作原理也将发生根本变化。软硬件双编程的软件定义芯片值得关注。

图：清华大学微纳电子学系魏少军教授主张技术革新论

对于魏教授的技术革新论，SMIC 设计服务中心资深副总裁汤天申则认为，很多时候基于现状的微创新或许比革新更现实。汤天申表示，集成电路进入IoT时代，有些技术是革命性的创新 有些则是进化性发展。 在这中间SMIC就利用已有的东西做微创新。先进工艺贵，会遇到成本问题，可以从架构、逻辑、电路上对已有工艺继续深入开发。IoT所需的技术节点迁移趋势上可以加很多技术，如ULP，使成本更为合适。为此SMIC为IoT研发了2个新工艺平台：55nm超低功耗/嵌入型闪存加RF平台，以及 95ULP 平台。 55平台很成熟，有很好的RF特性，在这个工艺上继续研发超低功耗对应用非常有帮助。95ULP技术的好处是leakage低、同时密度上升，性能相当的情况下面积可以差不多小一半，这对IoT应用也很有用。

图：SMIC 设计服务中心资深副总裁汤天申认为基于现状的微创新或许比革新更现实。

“拥抱垄断架构，则也意味着被垄断绑架。支持非主流或许在IoT市场更有空间。”北京君正CEO刘强对MIPS再战物联网表达了充分的信心。

刘强认为：“物联网的计算技术目前仍属新兴领域，其中MIPS会有很好的市场机会。目前正是转向物联网新市场的转折点，该市场比较碎片化，对任何新处理器都有机会。早先PC和手机领域生态系统很排外，基本只属于Intel或ARM。而IoT的生态系统正在悄然改变，很多新的OS参与其中，如TiZEN，来自中国的Tencent OS和阿里云。这个生态系统不会被完全被垄断。在这个时候我们需要正确的处理器。MIPS的架构对于物联网处理更适合，其生态环境也已有基础，为安卓所支持。为此北京君正基于MIPS架构为IoT市场开发出XBurst系列处理器，并为可穿戴、智能家居应用开发M系列和T系列SoC，成功应用于智能眼镜、智能手表等产品中。”

图：北京君正CEO刘强对MIPS再战物联网表达了充分的信心。

来自北京大学微处理器研究开发中心的程旭教授分享了对于异构多处理器体系结构的研究成果，“计算设备的演进趋势表明，对处理器性能的追求已经从单核的频率竞争向多核的数量竞争再向异构（CPU+GPU…）系统级芯片进行着转变。对于异构时代的应用开发，快速、简单、紧凑会是必须。功耗已成为未来单处理器性能增长的重要约束。行业需要新的芯片设计和验证方法（如先进的EDA工具）来减少集成电路设计的时间和成本。”同时，程旭也介绍了北大众志中国芯CPU芯片HD40P系列的情况，HD40P基于异构5核的结构，采用40nm工艺，主频可达2.2GHz且具有小于6W的全芯片峰值功耗的优异性能。

图：北京大学微处理器研究开发中心的程旭教授分享了对于异构多处理器体系结构的研究成果。

来自杜比实验室大中华区高级市场总监郭昌宏分享了Dolby这个音频巨头目前在视频领域所做的工作。郭昌宏介绍，Dolby Vision显示技术可为电视和影院银幕提供超越 HDR 且与众不同的亮度、对比度和亮丽色彩。凭借更宽的色域和高动态范围 (HDR)，Dolby Vision 颠覆了影院和电视的观看体验，从而完善了超高清 (UHD) 电视 (4K)，使得品质最高的电视也进一步实现了提升。截止到2015年底，全球已有超越50部的影片走向家庭，也包括蓝光和家庭OTT的传输。创维与TCL等国产品牌也已于2015年中相继推出支持Dolby Vision的电视。

图：杜比实验室大中华区高级市场总监郭昌宏分享了Dolby Vision显示技术。

作为一个开放性的组织，Prpl 为IoT领域中的安全问题提供指南。Prpl 基金会首席安全策略官Cesare Garlati表示，Prpl希望为‘Internet of broken things’确保安全。目前黑客攻击案例数不胜数，他们可以远程控制汽车、改变飞机方向、窃取安全信息。在这些案例中我们看到通过网络连接进行攻击，且很多案例都有致命危险。我们希望建立开源、互操行性、有标准可循的安全架构为大家所用，比如建立root of trust机制或是虚拟化。Prpl希望能提供端到端的系统安全，独立保护不同域的安全。

图：Prpl 基金会首席安全策略官Cesare Garlati介绍了IoT领域中的安全问题

【分页导航】

{pagination}

【应用篇】从汽车到消费电子，Imagination助力打造差异化颠覆性新应用

在近日Imagination高峰论坛上海站，来自该公司的众多专家针对各类创新产品，包括汽车电子、消费类电子产品、物联网设备loT、可穿戴设备等市场领域的应用带来了市场概览与趋势分析，并提出精辟见解。

图：观众现场与Imagination专家在展台互动交流

车用市场：打造自动化、丰富多媒体应用车辆

“汽车行业正在快速转变中，可能相对移动设备行业没有那么快，但是也在快速转型。政府法规覆盖面增加，排放、安全标准、燃料消耗等有了更高的要求，通过电子化来增加差异化、新的ISO26262安全标准、越来越复杂的系统急剧提升了开发成本，传统市场被新的亚太市场和新玩家所取代以及其他更多汽车及交通安全需求等，使得汽车产业在下个五年里的变化可能比以往的50年还要多。未来，汽车将不仅仅是汽车，我们将对面临更多的机遇。” Imagination汽车及游戏业务市场部的Bryce Johnstone在他的议题中指出。“在未来五年，整体汽车/轻量化汽车市场会有缓慢增长，而互连汽车却正在以45%的年复合增长率猛增，10倍于整体汽车市场。汽车制造商越来越多地采用ADAS及安全性电子部件来增加差异化。平均每辆汽车里的ECU将增长至40~150个，智能交通/智慧城市基础设施会有越来越多的试点，每辆汽车里将有多个独立的无线/蜂窝连接，半自动/自动化驾驶汽车/卡车将比市场预期的更快实现。”

然而在逐渐实现的互连汽车中，汽车多媒体应用是一个最直观也最复杂的系统之一，一个多媒体仪表板可能意味着多屏、多标准、多传感器。Bryce Johnstone表示，对于未来的自动驾驶，ADAS是其关键，对GPU来说，这可能意味着要采用大规模的并行GPU来进行复杂计算，例如采用PowerVR GPU来进行信息娱乐系统和集群渲染、ADAS摄像头/传感器的计算，PowerVR 视频来为前端/环绕摄像头进行多标准编解码，锁步/线程MIPS CPU来进行设备故障安全及ADAS处理等等。在这些应用中，Imagination都有想要的IP提供。同时从MCU到ECU，从局端到ADAS，MIPS都拥有最佳的PPA可提供。

在汽车越来越多地连接时，安全的需求也从未被忽视。Bryce Johnstone强调，安全性需求从设计的最初就要开始考虑并嵌入到芯片及软件中。主要的SoCs都必须确保连入的设备能够接入被允许接入的连接，在Imagination，是由通过硬件虚拟化创建多个安全区，在其中大量的应用和系统组件可以彼此隔离运行，只能通过系统监管程序的控制来互相通信来实现的，这就是Imagination的 OmniShield安全技术，覆盖MIPS CPU处理器、PowerVR GPU图形芯片、Ensigma通信处理器。

嵌入式技术：强化整合、互操作性，掌握致胜先机

在物联网应用越来越火爆的今天，Imagination IoT业务市场部门Kevin McDermott认为，它们也可以视为一类“新的”嵌入式应用。“物联网已经无处不在，但我们也可以认为它就是连接的嵌入式设备。”他指出，“安全性是一个重要的设计考虑。许多嵌入式设计人员看不到对安全的需求，然而物联网设备必将会产生并处理大量的个人数据，包括本地分析和云端。”

物联网潜在的漏洞和攻击点

Kevin McDermott指出，目前在一个物联网设备中通常需要三个处理器，传感、处理、通信，“多处理器意味着更大的设计挑战，并增加了成本，降低了电池寿命。采用我们的虚拟化M51xx，一个处理器与虚拟机可以代替3个分立处理器。同时它集成了射频和控制单元，为安全及独立任务提供虚拟化支持。”他表示，“选择正确的Imagination IP将能提供合适的功能组合：OmniShield带来的安全性和便携以及更快的上市时间；MIPS多线程带来了更高的性能和效率；MIPS虚拟化和多线程技术则带来的更高水平的安全、性能和效率表现。集成对保持竞争力是必须的，不要过度设计，物联网设备必须仔细优化，以适应不同的目标应用。MIPS将在这一领域有更多表现。”

家庭网关：OmniShield启动多网域安全革命

智能手机、平板电脑、游戏机、PC、各类WiFi/蓝牙/3G设备、智能电视、智能家居设备……随着人们生活和工作中的各类智能终端越来越多，家庭网关也在快速转型，成为下一个战场。“客户端设备变得越来越复杂，而客户端设备生命周期随着其加剧的创新竞赛变得的越加不匹配，使得家庭网关面临着越来越多得挑战，诸如弹性、可扩展性、保护和服务配置等。而虚拟技术将是为例嵌入式系统设计不可缺少的部分。”Imagination网络与存储业务市场部的Majid Bemanian指出。“Imagination的OmniShield安全元件能够为此提供全面的技术组合，包括精简虚拟化CPU+硬件虚拟化GPU+安全架构，可信虚拟机，虚拟化（半虚拟化链接和负载），可信Root等。”

不同类型的服务需要隔离开来

采用OmniShield的家庭网关应用案例

“虚拟化环境能够提供灵活的软件管理，并提供硬件防 火 墙级别的安全，可扩展性及可靠性。OmniShield能够提供多个可信执行域，MIPS多线程能够实现信任功能的实时操作，几乎为零的性能损失。” Majid Bemanian 强调，“采用OmniShield及Imagination的IP和IP平台，用户家庭网关的总成本将大大减少，可以说，OmniShield推动了一个安全、连接和开放的未来。”

消费类应用：让音视频更加智能

“可以预见，互连家庭的创新将向‘智能2.0’迁移：自主、连接、真正智能。”Imagination互连家庭业务市场部Simon Forrest指出，“未来五年，包括智能家庭、PC、网络、移动计算、音频设备、机顶盒、智能电视等消费电子设备的出货量将超过95亿台。目前显示屏技术得到了较大的进展，但不应该只是‘更多像素’，音频市场也在发生显著变化，安全应用和连接需求在提升。”

那么什么功能将能使音视频技术更智能呢？Simon Forrest认为有针对安全应用及第三方软件的硬件虚拟化、与智能家电的集成、识别观众以推送内容，环境光传感器的控制输入处理，同步无线环绕声，高精度语音同步，可响应电视UI和应用程序的多线程CPU等。“我们正由更高像素向更好像素转移，视频技术开发不仅仅是分辨率，更包括先进的图像处理、增强的视频处理流水线、手势识别等控制输入处理等。”他表示，“如何获得更好的像素？Imagination的系列IP核设计将带来超高效的解决方案。”

当然在音频技术领域仍然面临着很多挑战。Simon Forrest指出，包括从4K到8K的过渡和向HDR视频的迁移；精确地无线音频同步问题；为消费电子构建安全的SoC解决方案等等。Imagination的系列解决方案将帮助设计人员应对这些挑战，例如带GPU进行图像处理的用于多流4K视频的PowerVR；Ensigma+ Caskeid高精度，低延迟无线音频；MIPS+ OmniShield安全处理和硬件虚拟化保障等。

视觉技术IP：打造更智能的相机

“物联网正在从无序走向具象，我们花了很多年来理解什么是物联网。它覆盖了众多的应用，技术范畴却非常有限。”Imagination PowerVR多媒体技术市场部Peter McGuinness表示，“物联网的基本技术组合基本就是传感、计算、通信、执行等部分，即感知、理解和再现无拘束的真实世界数据。其中，视觉技术占据了中央舞台的位置，大量的研究成果正在推动实际应用。”

对于相机或者说摄像头，对于启动视觉应用，与真实世界交互正变得越来越重要，例如家庭安防、零售分析、机器人监控、家庭自动化、个人医疗甚至自动驾驶等。“因此智能视觉是一项持续的挑战，其发展的两个主要方面是图像质量及视觉功能。” Peter McGuinness指出，“挑战包括更大的格式、更大的比特深度、更宽的动态范围、更好的低光性能、更快的响应时间、更多的功能、识别及检测等。这就驱动了技术解决方案转向带软件优化的超高效硬件，计算的关注点从CPU转向异构组件，目前主要是GPU，成像管道也逐渐转向支持视觉功能。”

视觉处理技术转变

Peter McGuinness表示，PowerVR视觉IP平台能够提供全系统途径多媒体子系统设计，并应对功耗、带宽等系统级挑战。除此之外，配备的PowerVR SDK开发和性能优化工具， PowerVR GPU程序员指南，以及强大的成像框架可供IP授权客户及OEM合作伙伴使用，Imagination将以开放的标准、优化的软件来助力视觉生态系统。

移动应用：GPU运算驱动业界新潮流

“目前安卓的相机子系统正在模仿专业相机的脚步，而谷歌为了多个SoC平台上维持一个统一的系统，限制了才有新功能的速度。这为今天的差异化摄像应用带来了机会。”Imagination执行副总裁Tony King-Smith指出，“例如OEM厂商选择不同的SoC来差异化他们的安卓产品，需求最多的功能就是计算摄影和计算机视觉，这些都带来更多新功能并迅速推向市场。这些都需要大量的处理能力和可编程能力，GPU技术则能够提供高兴呢的多图像处理算法，越来越占据在SoC中的主导地位。”

“Imagination的PowerVR成像框架为安卓OEM们的产品提供了更多差异化的基础。” Tony King-Smith强调说，“例如去噪，HDR，防抖，人脸检测，美颜，AR，安防摄像头，零售分析等应用中都能发挥强大的作用，可以让开发人员充分利用资源创建应用，芯片合作伙伴可制造出每瓦性能更高的设备，OEM厂商可为新的智能摄像头市场开发出新功能，第三方开发者则可以与OEM合作以部署更先进的计算机视觉以差异化其产品。“

穿戴式设备：低功耗设计与时尚的相遇

对于可穿戴设备，Tony King-Smith提出，技术是否能够迎合时尚，并相融？ “可穿戴设备是一类很热门的新设备，是否会导致很多细分应用，例如多功能一体化、生活方式导向、服装类的穿戴设备，‘第二腕’市场例如健身、健康、音乐等应用的穿戴设备等，有人把它归为物联网，而我们将其作为一个独特、独立的市场。可穿戴设备的未来以及他们与移动设备和互连家庭之间的关系将会越来越深刻，而如何协同工作将成为关键”他表示。 “但是当前阶段的可穿戴设备都差强人意，甚至可以说是手表外形的智能手机，不仅如此，还电池寿命短，用户必须经常充电，UI仍然类似手机，需要高端SoC和硬件。”

Tony King-Smith认为可穿戴设备能够获得成功的五个关键要素在于低功耗、连接性、安全性、输入方式和互操作性。 “采用为智能手机设计的SoC不会使可穿戴设备获得成功，必须专门为其开发，新的SoC架构是必要的，以解决这类设备的特殊需求。”他表示， “Imagination的MIPS和PowerVR系列技术为可穿戴设备提供了全面的前沿技术和创新产品，例如MIPS产品可以实现小尺寸、安全系、先进功能等需求；PowerVR可满足所有多媒体需求； Ensigma RPU可实现低功耗片上连接； FlowCloud提供可升级性、功能丰富的服务等需求；OmniShield则可保护多应用程序和数据区。”

【分页导航】

{pagination}

【技术篇】用安全、差异化的IP平台迎接下一波创新

作为全球第三大IP供应商，Imagination公司具备涵盖PowerVR、MIPS、Ensigma、RPU(无线电处理器)、以及FlowCloud云端技术的完备产品组合，能以超低功率与独家高效能架构的SoC处理器IP核心的技术优势，协助开发人员在研发工作中针对网络通信、视频、绘图、显示、嵌入式系统、SoC等尖端技术突破设计瓶颈，解决以往各类产品的设计限制。在Imagination Summit 2015技术论坛上，一件件帮助Imagination不断“攻城拔寨”的利器纷纷亮相，引发了设计人员极大的关注。

PowerVR GPU：从可穿戴式设备到服务器

Imagination PowerVR业务开发总监Kristof Beets指出，嵌入式GPU的应用领域已经从最初的智能手机、平板电脑，逐步扩大至机顶盒、数字电视、车载信息娱乐系统，而最新的趋势则是将GPU应用到IoT、可穿戴设备、服务器等新兴领域。

他认为，业界标准API的快速演进将能推动GPU效能与应用的进一步提升，包括两项最新的API：Khronos Vulkan和Khronos OpenVX。其中，Vulkan是专为低端应用设计的API，它不会取代现行的OpenGL ES，能与新型GPU架构匹配，并以较少的CPU负担提供更高效能；而OpenVX是适用于视觉/影像处理的高端API，能完全发挥GPU效能，PowerVR GPU已在今年下半年开始支持这项新标准。

由于市场正呈现多样化发展趋势，因此GPU不但需要支持Android、Ubuntu、FireOS、WebOS、Chromium、Android Wear等多种操作系统，还更应注重系统整体功耗的设计与优化。例如采用无损压缩技术能在平板计算机上实现4K分辨率，而汽车和服务器等应用就更为看重安全与虚拟化技术。

Kristof Beets表示，相比竞争对手，PowerVR拥有多项技术优势。例如在架构效能方面，PowerVR采用了专利的分块式延迟渲染技术、多线程/多任务标量ALU、PowerGearing电源管理技术，能够在功率预算内提供稳定的优异效能。而在功率效率方面，根据第三方评测机构报告，内建PowerVR的SoC与其它方案相比，在相同功耗条件下，可实现三倍于对手的Perf/W效率。

图1：PowerVR GPU路线图

影音&视觉技术：新IP、新标准、新解决方案

4K视频需求的崛起，带动了对完整功能H.265编码器和低能耗播放架构的需求，以满足所需的比特率和功率要求。Imagination影音视觉业务开发总监Chris Longstaff表示，新款PowerVR视频编码器可满足上述这些需求，并将在各种要求超清视频内容的下一代装置中扮演要角色。

PowerVR Series5视频编码器是新款PowerVR高效率视频编码(HEVC) IP系列产品，能以最高质量提供多种分辨率与比特率支持，并满足从720p@30fps到4K@60fps以及更高的市场需求。新系列中首先推出的三款IP内核包括为高效率大众市场、高性能主流移动市场、以及超高清(UHD)内容创作进行优化设计的编码器。

众所周知，HEVC/H.265视频压缩技术是专为提供与现行AVC/H.264编码标准相似的视频质量而设计，但仅需约一半的比特率，这对今天通过有限带宽连接来传输HD和UHD视频内容来说至关重要。

就质量来看，新款Series5编码器可提供HEVC的所有重要优点，但相较于H264，所需的比特率却较少。此外，此架构具备先进的搜索算法，包含完整的工具集实现与优化编码速率控制算法，使PowerVR解决方案可以少于其他同类产品30%的比特率达到相同的质量。新款编码器可支持1080p@240fps的高帧率编码，实现更快的实时转码、慢动作录像和多码流编码。

图2：PowerVR Series 5视频解码器优势

MIPS CPUs：掌握下一波创新

随着Imagination MIPS Warrior CPU以其日益丰富的产品组合与独特的技术蓝图渐获市场肯定，该公司日前为此产品线再添新成员，包括嵌入式32位M级M6200/M6250 CPU，以及高端P 级P6600 64位CPU，以满足客户在产品差异化特性组合、性能与业务目标方面的新需求。

Imagination MIPS业务发展总监Mark Throndson介绍说，目前MIPS产品拥有Warrior M-class、Warrior I-class和Warrior P-class三种从入门级到高性能的产品组合，并在最新的MIPS R6架构中纳入了虚拟化、SIMD、硬件多线程等多项重要特性。由于MIPS64与MIPS32完全兼容，因此MIPS32软件可直接在64位架构上运行，这为客户带来了显著的效益。

支持OmniShield安全技术是MIPS CPU最新的重要特性之一。该技术以硬件虚拟化为基础，利用在架构增加一个新的优先层以及支持多个客户域的方式，实现CPU上的多域安全性。而Imagination展开的另一项重要计划则是成立PRPL基金会，旨在以MIPS开放原始码为中心，推动应用程序可移植性、虚拟化与安全性、以及异构运算的发展。其它独特技术还包括能够有效缩小芯片尺寸并最佳化动态功耗的硬件多线程和先进的电源管理功能。

P6600采用16端多指令分发(multi-issue)乱序(Out of Order)流水线设计，整合了易于编译的128位MIPS SIMD架构(MSA)支持，不但可实现优异的运算处理能力与面积效率，还可为多媒体应用程序提供高效平行处理的向量运算，适用于移动、家庭娱乐、网络、汽车等各种应用市场。同时，P6600还具备完整关联性的Level 1 BTB(分支目标缓冲器)先进分支预测(branch prediction)功能、增强的Level 2高速缓存子系统、完整的硬件虚拟化支持与OmniShield技术，可提升各种应用程序的安全性与可靠性。

图3：MIPS P6600架构图

MIPS M6200/M6250则将目标瞄准了需要更高性能与更大地址空间的深度嵌入式设计领域，包括有线/无线调制解调器、GPU监管处理器、闪存和SSD控制器、封包处理、工业与马达控制以及先进的语音处理等。与MIPS microAptiv CPU相比，相同设置下，新产品的主频提升约30%。

产品细节方面，M6200/M6250 32位CPU均采用6级流水线设计，整合了DSP/SIMD功能和数据完整性功能，包括ECC和同位数据保护(parity protection)，以解决工业/马达控制、语音处理等各种应用的信号处理需求。支持microMIPS r6指令集架构(ISA)和AMBA APB除错接口，可实现优异的程序代码压缩、更小的内存占位面积、以及JTAG、多核与混合核除错。

为强化软件开发，Imagination还推出了新的软件开发套件Codescape MIPS SDK Essentials(MIPS SDK)和Codescape MIPS SDK Professional(MIPS proSDK)。新的Codescape工具以支持MIPS架构的开源GNU编译器和调试器(GCC和GDB)为基础，完全由Imagination负责维护。其中，MIPS SDK涵盖了MIPS软件开发所需的全部工具和资源，包括开机载入程序(bootloader)、链接程序、范例程序码等。

而MIPS proSDK则是更高端并具有丰富特性的工具套件，可为专业软件开发人员提供开发先进MIPS软件需要的所有工具。不管是从MIPS-based SoC的低端启用与评估，还是为了从Linux到裸机(bare metal)系统等各种OS环境进行复杂的应用程序开发，都能适用。MIPS proSDK拥有着最新的Codescape特性，主要包括图形调试环境Codescape Debugger、Codescape Console、完整的程序库资源、以及以Imperas开发的高速CPU模拟器为基础的IASim最新处理器内核模型与平台。

Ensigma：完整的无线解决方案

Ensigma RPU(无线电处理器)是一套包涵从软件到天线的完整端到端解决方案，也是目前市场上唯一的完整无线IP子系统。它包含集成了Wi-Fi/蓝牙软件、媒体访问控制(MAC)层、基带、模拟前端(AFE)、硬件式射频IP、完整的主机软件堆叠、以及业界认证测试等系统解决方案。

也就是说，除了授权基带IP之外，Imagination还能依客户需求提供射频IP。通过与RF供应商及客户的自有RF合作，Imagination可提供一系列能与Ensigma基带搭配使用的RF选择方案。不具备RF能力的客户可获得Ensigma RF授权，作为SoC整合或独立使用的硬IP 模块。若需要，客户还能采用Imagination提供的产品化、预先认证、特征化及测试等后端服务。

图4：Ensigma目前支持超过30种无线标准

Ensigma业务拓展部门Narayanan Raman表示，通信连接功能正逐渐被整合到芯片中─不仅是基带，在许多应用案例中连RF功能也被整合到SoC芯片上。因此，凭借Ensigma RPU，Imagination可提供从RF到基带的全球最完整端到端通信IP解决方案，包括高性能Explorer与低功耗Whisper系列，前者强调高效能与灵活性，后者具备超低功耗，由于集成了MIPS处理器，无需再利用专属的主机处理器，因此能降低整体系统成本，非常适用于新兴的穿戴装置应用。目前，上述两系列产品已经累计出货数百万颗。

快速设计及验证的同时提升PPA

Synopsys与Imagination两家公司的合作超过10年。Synopsys产品解决方案经理Swee-Guan Ker表示，67%的“下一代产品”设计工艺节点都来自32nm以下，日益增长的设计规模、软件复杂度和尽可能早的软件开发都成为了SoC原型设计师的关键挑战。在双方合作过程中，Synopsys 基于FPGA的原型验证系统HAPS、DesignWare HPC(高性能内核)设计套件包、Continuum验证工具、以及包括布局和布线解决方案IC Compiler II在内的Galaxy Design Platform实现工具发挥了重要作用。

“在做GPU原型验证时，设计人员通常会面临以下三方面的挑战：1.快速容易的在不同GPU型号之间进行无缝迁移；2.能够对独立GPU进行高效的验证与测试；3.在将GPU集成进面向终端应用的SoC时，应具备良好的可拓展性。”Swee-Guan Ker说，通过提供业界领先的、基于FPGA的原型容量和性能，以及借助智能分区和纠错工具，Synopsys HAPS系统所扩展的功能进一步缩短了软件开发和软/硬件集成的时间，使得设计师们在验证他们最大规模的芯片设计时会立显成效。

PowerVR Series 6XT的原型验证工作正是基于HAPS-70系统展开。该系统提供了紧密集成的原型验证软件和硬件，包括高速时域多路复用(HSTDM)技术，它与新的HapsTrak 3 I/O连接器相结合可提供比传统的连接器和引脚复用技术高出可达3倍的原型性能改进。通过利用一个可扩展的架构以及赛灵思Virtex-7 FPGA器件，HAPS-70可以支持范围广泛的、各种大小的设计，其容量从1200万到1.44亿个专用ASIC门。

DesignWare HPC设计套件则包括一整套高速和高密度存储器实例和标准单元库，它们可使SoC设计师优化其片上CPU、GPU和DSP IP内核，以实现最大的速度、最小的面积或最低的功耗，或针对其特殊的应用需求实现上述三者的最优化平衡。根据Synopsys资深FAE Henry Ren的介绍，凭借该套件的出色性能，与前代产品相比，Imagination 16FF+ PowerVR Series7 GPU的面积降低了8%，功耗降低13%，性能提升5%，实现周期减少30%

作为业界最快的仿真系统，ZeBu Server-3为复杂SoC验证提供了一种高产能环境。它提供了业界最大的设计容量(以基于高密度28nm FPGA架构，支持最大为三十亿门的芯片设计)和多种验证使用模式，包括功耗相关(power-aware)仿真、仿真加速、电路在线仿真、可综合的测试平台、事务级验证(TBV)和混合仿真，可根据项目要求灵活地部署。

IC Compiler II则是一种全功能的布局布线系统，其核心是一种全新的多线程基础架构，能够处理例化单元数量大于5亿的设计。为了充分体现其“可重新思考、可重新构建和可重新使用”的开发策略，IC Compiler II基于行业标准的输入和输出格式，以及熟悉的界面和工艺技术文件，同时引进了创新设计存储功能。IC Compiler II从开发之初就关注全芯片级设计，部署新颖的设计规划功能，并使其性能提升了10倍，内存占用则减少了5倍。这使设计人员能够快速地评估多种可选芯片布局方案，以确定设计实现的最佳起点。

图5：Synopsys与Imagination两家公司的合作超过10年

未来互联网汽车中的人机交互：趋势，挑战及机会

作为为数不多的提供批量生产的商用实时图形用户界面解决方案的企业，Rightware Kanzi解决方案的主要优势之一是其性能，即支持优质且高清的实时 2D与3D图形渲染。Kanzi实时渲染能力使用户能够使用看起来较为逼真的材料，并施展动态光影等高级效果，与预先渲染的静态方法截然不同。

Rightware公司销售总监潘凯表示，创建一个新颖的、现代的、逼真的、实时的2D和3D图形，需要艺术和视觉的完美结合。然而目前的工作流程是UI设计流程都是设计师先画出原型，再交由工程师用代码将效果实现出来，有问题要修改还得重新走这个流程。Kanzi UI的设计工具可以帮助设计师轻松的创造出 3D UI，然后部署到各种平台。整个过程不需要写一行代码，就能完美实现设计师的意图。

奥迪和伟世通都是Rightware的长期合作客户。除了汽车行业，Rightware也致力于继续完善Kanzi，将其在汽车业的成功继续延伸于智能电视、手机、平板及其它嵌入式行业。此外，Rightware还开发了业内领先的手机平板性能分析工具，其知名的Basemark基准产品系列，包括对 OpenGL ES、OpenVG、OpenCL、Android、iOS、Linux 和Windows Mobile 等各方面性能的测量。

图6：新款奥迪 TT 组合仪表采用 Rightware Kanzi 用户界面解决方案

【分页导航】

{pagination}

【解决方案篇】Imagination完整IP组合迎战复杂SoC设计挑

创新浪潮席卷全球，面向移动设备、可穿戴设备、工业设备、汽车电子等热门市场，企业开发人员如何通过技术创新，开发出更具差异化，且更加低功耗、高性能的颠覆性新产品呢？2015年11月中旬在Imagination上海与北京站的高峰论坛上，一场以解决方案为主题的分论坛让众多工程师眼前一亮。

OmniShield——面向未来的安全技术

随着网络技术的发展和物联网的演进，安全问题在未来几年都将成为重中之重。面向未来的安全技术，Imagination网络和存储细分市场的Majid Bemanian表示，安全是任何一个软硬件平台的核心元素，Imagination今年发布的安全子品牌“OmniShield”，覆盖MIPS CPU处理器、PowerVR GPU图形芯片、Ensigma通信处理器，可以为自己的CPU、GPU建立完整的硬件安全区，同时保护CPU、GPU避免成为攻击后门。

OmniShield通过硬件虚拟化创建多个安全区，其中大量的应用和系统组件可以彼此隔离运行，只能通过系统监管程序的控制来互相通信。OmniShield最强的地方在于可以支持最多8个安全区，因此完全将不同的应用隔离在自己的安全区内，从而不仅仅保护系统免受恶意应用的破坏，更能保护应用被同行破坏。

如何通过系统级IP打造高品质音频产品？

作为一家以IP为核心技术的公司，Imagination在众多领域都有不俗的表现，在多媒体音视频技术方面，Imagination也在不遗余力地打造着兼具性能和功耗等优势的领先产品。

Imagination联网家庭细分市场的Simon Forrest认为，音频市场正在进行着一场引人注目的变革，这主要包括三大方面：与无线技术的整合；向高品质音频的演进；以及更高级的音频编解码标准的不断引入。Imagination 的Caskeid是一套结合了硬件与软件的高保真音频技术，采用了MIPS CPU与Ensigma连接性IP。面向无线多房间（multi-room）和多通道（multi-channel）的互联音频串流，Caskeid能够实现非常精确的同步，使任何一种相容的音频设备通过标准的室内Wi-Fi网络将音乐串流到支持Caskeid的音频器件或媒体服务器。

为什么精确同步如此重要？Simon Forrest解释说，多重无线扬声器解决方案要实现等同甚至超越有线系统的音频效果，一定要保证非常精确的同步。Caskeid的独特技术能以低于50μS的延迟提供出色的高保真立体音响播放品质，它的低延迟同步特性远优于当前市场上任何其它的多重扬声器解决方案——与拥有准确时序的有线系统几乎没有差别，它所提供的同步化音频准确度非常高，因此客户能利用根据不同音响来源分别调校的扬声器建立从单纯的多房间无线音频产品、到完整的无线环绕立体声系统等各种配置，从而使基座、智能设备、收音机和服务器等无线扬声器和音频系统无缝、稳定地同步运作。

Simon Forrest强调，Caskeid蕴含了Imagination对Wi-Fi和音频技术的丰富专业知识，充分展现出Imagination如何通过开发系统级技术解决方案，来帮助更多的半导体厂商和OEM/ODM合作伙伴以极具竞争力的性价比推出高品质的产品。

如何实现端到端的物联网整合与防护？

物联网是大势所趋，实现端到端的物联网整合与防护成为非常重要的研究方向。如何将处理器与更多的IP相结合，从而轻松创建联网应用程序与业务？

Imagination物联网细分市场的Kevin McDermott介绍说，联网设备所产生的数据可能对黑客价值巨大，因为这些数据的大部分都被存储在基于云的基础设施中，黑客极有可能通过网络获取这些数据，因此智能设备的硬件组件有效协作很重要，而安全可扩展的软件系统也同样重要。

FlowCloud可以确保所有设备安全地连接到互联网，从而方便产品注册和更新。 FlowCloud基于可扩展、灵活的软件体系结构，可以安全地存储、处理来自于可穿戴设备和其它互连设备中的数据流。它提供了一个综合的、与应用无关的平台，方便快速构建和管理机器对机器（M2M）和人对机器的连接服务，能够解决IoT设备和基于云连接设备的需求。

物物互连如何打开沟通新渠道？

最新的网络技术、通信技术在深刻地改变着我们的生活，Voice over IP—这一谈论多年的技术也随着物联网的来临焕发出新的生机。

Imagination的ClearCall是一套完备的针对高质量语音和视频网络电话 (VoIP 和 V.VoIP) 媒体处理而开发的软件解决方案。运用其独特、经过验证的算法，无论是在有线或无线环境以及不同的网络条件下，ClearCall都能为各种不同的设备带来增强的语音和视频质量，以打造稳定、优异的用户体验。

Imagination FlowTalk业务开发和多媒体通信部门的Saraj Mudigonda介绍，Imagination完备的多通道ClearCall VoIP应用包括：协议栈、SIP信令、经优化的媒体引擎、回音消除等语音预处理模块、DTMF等电话组件以及三方通话、呼叫等待、呼叫转接、呼叫前转等完整的电话功能。据了解，ClearCall IP产品与技术是“电信级”的跨平台解决方案，现已部署于数百万台的设备之中。这些产品符合3G、4G与企业网络部署需求，同时其应用程序能支持Android、iOS、Windows和Linux环境。同时，ClearCall技术还能与FlowTalk服务中的FlowCloud设备到云端技术搭配使用。

硬件加速仿真平台缩短IP验证时间

SoC设计具有规模大、管脚多、内部信号多、逻辑关系复杂等特点，因此对SoC的验证需要花费大量的时间。目前，SoC开发有大量的时间花费在验证上，除了硬件验证带来的挑战外，软件验证也成为SoC设计最为重要的一环。

在仿真平台方面，Imagination选择了Mentor Graphics公司的Veloce 2企业级硬件加速仿真平台，以补充其现有的硬件仿真和验证基础设施。Veloce 2属于Mentor Graphics新一代的硬件加速仿真器，它通过提供对复杂SoC的高性能的仿真加速，虚拟模型仿真和传统的在线仿真，可缩短项目时间和节省成本。Mentor Graphics公司Veloce产品市场经理Gabriele Pulini介绍，通过与Imagination进行协作，可推动Veloce向新的高度发展，例如更佳的极端案例覆盖率、增强的协同模型吞吐量、更强大的调试功能以及低功耗验证。

SoC IP如何开启整合的创新可能？

Imagination拥有完整的硅IP（硅知识产权）产品组合，其三大IP产品包括PowerVR处理器、MIPS处理器、Ensigma通讯连接技术。Imagination市场营销副总裁Volker Politz表示，Imagination致力于将可扩展的核心IP产品集成一个特定的、满足用户需求的平台，然后供客户通过自己的专业知识与技术，开发出适用于智能手机、移动计算、多媒体、网络、智能家庭、企业、可穿戴设备、物联网、汽车等各种SoC。

Imagination收购MIPS公司之后，并没有停下创新的脚步。MIPS系列的最新成员包括嵌入式32位M级M6200和M6250 CPU，以及高端P级P6600 64位CPU。

随着IoT、可穿戴设备、企业设备、服务器、笔记本电脑等对GPU的需求迅猛增长，GPU正迎来绝佳的市场商机。Imagination的PowerVR GPU也获得了不错的成绩。Apple Watch就采用了PowerVR GPU作为图形处理器。与其他GPU产品相比，PowerVR GPU能够保持长时间运行不降频，这是其最突出的优势之一，此外，Imagination还整合了光线追踪技术，实现了优良的性能。

作为Imagination三大产品线中的重要一环，Ensigma RPU是独特的可编程多重标准无线电处理器，能支持主要的802.11规范、电视和无线电广播、蓝牙以及其它等超过30种标准。凭借Ensigma，Imagination可提供从RF到基带的全球最完整端到端通信IP解决方案，协助客户轻松地将多种通信功能整合到SoC设计中。

Volker Politz表示，IP的重要性正在日益提高，Imagination一方面将致力于关键功能模块的开发，同时将提供更多的SoC级的IP系统，从而帮助OEM专注于差异化设计。

【分页导航】