各种PMP解决方案的比较及技术趋势前瞻

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欢迎访问e展厅 展厅 2 音响/数码产品展厅 数码相框, 音频播放器, 音响,... 引言：PMP是目前半导体供应商讨论极热烈的一个话题，然而对这种新兴设备的市场前景，业界可谓众说纷纭。本文引用了领先IC厂商的观点，以供大家参考。针对层出不穷的PMP处理器和解决方案，本文从处理能力、支持的视频格式、功耗等多方面进行了比较。最后，本文探讨了PMP的未来技术发展趋势以及面临的障碍。 便携式媒体播放器(PMP)是今年被讨论最多的一个话题。从来还没有一种产品像PMP这样，在市场刚萌芽时就已经成为各大半导体供应商火拼的战场。从目前面市的PMP播放器来看，其炫目的功能和高昂的价格同样都令消费者咂舌。 PMP的市场前景是否如厂商们所希望的那样一片光明呢？对其最大的威胁来自下一代手机。手机正在把原本属于其他便携设备的功能集成到其中，从而压缩了其他设备的市场空间。PDA就是一个典型的受害者。据市场分析公司In-Stat/MDR的数据，2004年全球PDA的出货量只有870万部，甚至低于2003年的1000万部。该公司还预测，随着用户转向智能电话，未来几年PDA市场将继续负增长。PDA的前车之鉴使人们有理由对诞生在手机大集成阴影之下的PMP的前景产生怀疑。 PMP会成为一种成功的产品吗？支持者似乎更愿意拿MP3来做类比。“今天的手机提供了MP3播放功能，但iPOD仍然是最热卖的产品，所以手机不可能取代所有设备。”TI便携式音频和信息娱乐业务市场经理Guillaume Coffinier表示，“手机必须提供更大的存储量、更大的显示屏和更好的视频性能，才能在PMP的市场空间进行竞争。” 英特尔蜂窝和手持产品部市场经理Jonathan Zapp也表示：“PMP将更类似于便携式数字音乐播放器和个人视频录像机(PVR)的发展路线。我们看到手机正在以惊人的速度集成视频、成像等功能，但外形尺寸(屏幕大小)、成本(硬盘和更大的LCD屏)以及电池工作时间等问题将使人们需要一个独立的PMP设备。” 飞思卡尔半导体亚太区无线及移动系统部市埸经理陈伟志对此表示认同：“同时接听电话和看电影的愿望使消费者希望保持PMP和手机为独立的产品。” 总的来看，上述因素是PMP无法被手机替代的理由。In-Stat/MDR高级分析师Cindy McCurley预测，在未来四年全球将付运760万部PMP，到2008年的复合年增长率接近180%。 PMP解决方案 目前，推出PMP处理器和解决方案的半导体供应商多达十几家，包括来自PC阵营的英特尔、AMD,来自手机阵营的TI、Freescale、ADI、飞利浦等，来自视频处理领域的SigmaDesigns、意法半导体(ST)，来自嵌入式领域的夏普，以及一些试图抓住PMP机遇的台湾和大陆IC公司，如凌阳(Sunplus)、深圳安凯等。这些厂商提供的处理器因为源自不同的架构，所以在性能、接口、功耗等方面差异很大。在选择方案时，设计师应该从以下几个方面来进行比较。 处理能力和支持的视频格式。在众多解决方案中，英特尔和AMD提供的是通用处理器，例如英特尔的PXA255早就被iRiver、三星等公司用于便携式媒体中心(PMC)产品中。目前，英特尔为PMP提供基于PXA270的开发平台，这种Xscale架构的嵌入式处理器性能强大，最高主频达到624MHz。而为了不甘落后，AMD推出了专门为PMP设计的处理器AU1200，主频达到500MHz。作为通用CPU，这两种器件支持丰富的音视频格式，包括MPEG-1，MPEG2、MPEG4、WMV9、DivX，XVID，MP3, WMA, WAV, ASF, AVI,JPEG等。由于依赖软件解码，所以它们的优点是扩展性强，允许设计者根据需要增加软件编解码器，但缺点是会导致较大的功耗。 基于DSP的解决方案包括TI的DM270/DM320、飞利浦的PNX0190和ADI的Blackfin系列(其中BF531用于低端PMP，BF533用于中端PMP，BF561用于高端PMP)。“不过，这样的方案仍然需要一个MCU(ARM7或ARM9)来处理系统的通用功能，如操作系统和用户接口等。”TI表示。音视频解码是DSP的专长，例如TI的参考设计能够以30帧/秒的速率解码半D1分辨率的WMV9和CIP分辨率的H.264视频，并能够以30fps的速率编码全D1分辨率的MPEG-4视频。除了MPEG-4 SP/ASP、MPEG-2、MPEG-1、DivX、WMV9和JPEG等格式外，ADI表示，基于DSP的解决方案能够支持更高复杂度的视频编解码器，如H.264。而且，基于DSP的PMP也能够通过软件升级来支持新的编解码器。 基于DSP与X86的PMP方案，其音视频的编解码工作是由软件实现，而基于MCU的方案是由硬件实现音视频的编解码，例如：Freescale的i.MX31和i.MX31L处理器基于ARM11,集成了多媒体加速器eMMA；安凯的AK3220M芯片内部集成了专用于视频的硬件解码器和用于音频的音频处理器。由于是基于硬件解码，所以这类方案支持的音视频格式种类受到限制，例如Freescale支持MPEG4、H.263的编解码，但不支持MPEG-2。类似地，夏普的方案是基于ARM9的单颗32位MCU，由于是瞄准低端PMP的方案，支持的媒体格式也较少，不过，该公司计划很快推出瞄准高端PMP的双ARM核器件。 事实上，由于视频格式种类繁多，任何一种方案都不可能支持所有格式，例如对于互联网上流行的RM、RMVB格式，大部分方案都不能支持。对于不支持的格式，现在的解决方法是先在PC上进行转码，然后再在PMP上播放。某些PMP也自带了格式转换的软件。 功耗。对于手机，如何延长待机时间是电源管理的核心问题；而PMP是一种个人娱乐产品，不存在待机的问题，所以，电源管理的核心问题就在于如何降低产品在运行时的功耗。这正是PMP与手机在电源管理方面的显著差别。为了延长工作时间，设计者必须尽可能选择功耗小的方案。目前，对PMP的最基本要求是视频播放时间达到3-4小时，音频播放时间在10小时以上。通常来说，更依靠软件编解码的方案将具有更高的功耗，例如英特尔和AMD的方案；而依靠硬件进行编解码的方案更省电，如Freescale的方案；DSP+ARM方案的功耗介于两者之间。AMD的AU2000针对PMP进行了专门优化，可以支持更长的电池使用寿命。“基于AMD芯片的PMP可以连续播放5-6小时的视频(1900mAh电池)，或者12小时的音频。”亚讯科技(AMD的代理商)的资深技术工程师毛文华表示。Intel的PXA270则集成了SpeedStep节电技术，可以在26MHz-624MHz之间自由调节PXA270的主频。不过，“视频处理对通用嵌入式CPU来说是非常耗电的任务。”飞利浦半导体的便携视频产品行销经理Dirk JanRiezebos表示，“DSP提供了高度的并行机制，包括强大的多媒体和浮点指令，因此能够在更低的时钟频率和电压下执行复杂的多媒体算法，从而降低了整体功耗。” 软件和操作系统(OS)支持。“对于开发PMP的消费电子制造商来说，软件实际上是最大的挑战。”英特尔表示。软件开发是PMP研发中的重头戏，如果能缩短软件开发时间，就可以加快产品的上市时间。对于不同架构的硬件，软件开发的难易程度也有区别。 对基于X86指令的PXA270处理器，编程比较容易。“我们的优势是每一代产品之间的兼容性，这允许只编写一次应用程序，就可以在后续的产品开发中使用它们，从而节省了开发时间。”英特尔的Zapp表示。DSP的算法最复杂，需要耗费大量的编程时间，所以供应商往往会提供完整的软件解决方案，例如TI与Ingenient合作提供了编解码算法和软件，飞利浦也提供了Nexperia开发套件和媒体软件套件。 另一方面，“基于MCU的解决方案提供了比DSP解决方案更容易的可编程性。”Freescale的陈伟志表示。 比较特别地，AMD的AU1200是基于MIPS内核。亚讯的毛文华将之与流行的ARM内核进行了比较。“MIPS的运算速度是ARM9的1.7倍，但MIPS的软件开发环境比ARM9难得多。大部分嵌入式系统工程师对ARM9很熟，而对MIPS不熟。”他说。 在OS方面，大多数PMP使用某种OS，如Linux、微软PMC或其他OS，有些则不使用任何OS。Freescale认为，PMP定位为数字消费产品，只要它是用户友好的，并不一定要运行任何OS。 英特尔支持WinCE5.0和微软 PMC。“此外，一些OEM想开发基于Linux的解决方案，英特尔也同样支持。” Zapp表示，并补充道，Linux是免费的，但其实需要更多的开发工作才能使基于Linux的解决方案可以运行。与之类似，AMD和TI也支持Windows和Linux OS。飞利浦和安凯等其他厂商则可提供占用内存空间非常小的免费实时OS。 除了OS，PMP还需要中间件(如媒体播放器)、编解码器和应用程序。目前，各家厂商及其第三方可以为OEM提供完整的软件解决方案，包括板上支持包(BSP)、开发平台、设备驱动程序和应用开发工具等，用户只需要定制图形用户界面(GUI)就可以了。 外部接口。丰富的接口使开发商可以扩展功能或在确定外围器件时有更多的选择。PMP处理器的外围接口主要包括存储器接口、USB接口、存储卡接口、摄像头接口、硬盘接口、显示接口等。现有的方案都支持SDRAM，不过只有AMD、英特尔和飞利浦还能同时支持DDR存储器，这有利于实现更快的编解码速率。在USB方面，除了一些低端方案只支持USB1.1，主流的方案都支持USB2.0。USB1.1的传输速度为12Mbps，而USB2.0的传输速度为480Mbps，是前者的40倍。此外，Freescale的i.MX31、飞利浦的PNX0190以及英特尔的PXA270还提供了USB OTG接口，以便直接与其他便携设备相连。为了给客户提供选择权，大多数方案至少支持两种存储卡格式，如MMC/SD或SD/CF等。 成本PMP开发成本包括硬件成本和购买软件算法的费用。关于各家公司的方案成本可以参见http://www.eetchina.com/ART_8800371636_675277_342beade_no.HTM。基本上，对低端PMP可以选用凌阳的方案，对于3000-5000元的中端PMP可以选SigmaDesigns,对于5000元以上的高端PMP则要考虑采用TI、Intel、AMD、ADI、Freescale和飞利浦等公司的方案。 下一代PMP前瞻 视频/音频播放是PMP的核心功能，而在此基础之上，PMP可以扩展诸如视频录制、摄像/照相、数码相册、收音机、电子书、游戏、上网等丰富的功能，成为一种个人信息和娱乐的便携式设备。关于PMP的未来发展趋势，主要有以下几个方面： 增加视频编码功能，可拍照或录制TV节目。与手机一样，照相功能将成为未来PMP的标准配置，这要求硬件增加编码功能。增加编码器后，DVD信号、TV节目也可以存储在PMP上。目前，TI的方案可以通过软件来完成编码任务，而其他公司的方案需要使用外部编码芯片。 增加联网功能。ADI表示，客户将在下一代产品中考虑以太网和Wi-Fi连接。TI认为，瞄准家庭娱乐市场的PMP将集成Wi-Fi或UWB连接，而瞄准的PMP将嵌入数字广播接收器。Wi-Fi将使PMP可以在家中或热点区域访问在线视频服务，如互联网电视/广播等。 增加移动TV功能。下一代PMP还可能增加移动TV功能。“PMP市场的关键因素之一是内容，而电视广播是一种渠道。” Freescale的陈伟志表示。候选的实现技术包括DVB-H和T-DMB等。 由标清(SD)向高清(HD)显示发展。“PMP的趋势之一是从SD转向HD，因为越来越多的人将拥有HDTV(PMP可以与之连接)，而且HD视频内容将在家庭中变得普及。”飞利浦表示。 3.5寸和4寸屏成为主流。目前，PMP采用的显示屏从2.5寸到7寸的都有，出于便携性、成本和功耗等方面的考虑，3.5英寸屏是现时的主流。不过大多数电影的显示宽高比都是16：9，在4：3的3.5英寸屏上观看的效果不尽如人意。值得关注的是，三星最近推出了16：9的4英寸显示屏。“3.5英寸屏的可视面积只有4英寸屏的2/3，所以未来4英寸屏将更具有优势。”亚讯的毛文华表示。 现在，主流的PMP产品均是采用硬盘作为主要的存储器，优点在于其存储容量很大，但硬盘也有缺陷：1、功耗很高；2、成本难以降低；3、抗震性能不强；而其中1和3点正是PMP产品的致命点。所以长期看来，安凯公司认为，随着Nand闪存的容量不断增大和成本的不断下降，主流PMP产品的存储器采用Nand闪存也将逐渐成为必然。 PMP面临的障碍 主要障碍包括成本、功耗和内容。目前，无论是国内品牌还是国外品牌的PMP，价格大多在5000元以上，远高于普通大众的消费水平。这是制约PMP市场迅速起飞的最大因素。“PMP市场将不会像MP3播放器那样高速增长，”Parks Associates公司的研究分析师Harry Wang表示，“我们预计未来两年的需求不温不火，要到2007年底或2008年初消费者对PMP的兴趣才会大涨。”Intel认为，为了得到广泛采用，PMP设备的价格必须接近199-299美元。亚讯的毛文华持有相同看法：“LCD和硬盘的价格分别下降一半，那么到2008年的时候PMP市场就会起飞。” 缺乏内容是限制PMP市场发展的另一个因素。英特尔认为，最大的障碍是缺乏合法的和针对PMP优化的内容。与音频市场不同，翻录DVD是不合法的，而DVD是视频内容最合理的来源。蓝光和HD-DVD将允许设备进行可管理的拷贝，这将有助解决这个问题。 不过，TI表示，随着数字广播等新技术以及MSN视频下载或TiVoToGo等服务的出现，这个障碍将迅速消失，从而使PMP市场迅速增长。 最后一个问题是连续使用时间。“用户希望尽情的欣赏数字音频和移动视频，而不必担心电池会很快耗尽。”Freescale的陈伟志表示。关于这个问题，业界仍需继续努力降低系统功耗或开发更大容量的电池，以满足用户的要求。 (end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (12/18/2005)