Blackfin處理器平臺為多媒體播放器應(yīng)用提供高性能技術(shù)保

1、    Blackfin處理器平臺為多媒體播放器應(yīng)用提供高性能技術(shù)保Blackfin處理器平臺為多媒體播放器應(yīng)用提供高性能技術(shù)保障便攜式多媒體播放器面世已經(jīng)有幾年時間，從早期純粹具備音頻播放功能的MP3播放器問世，到視頻應(yīng)用包括MP4等設(shè)備的興起和快速發(fā)展，便攜式多媒體娛樂設(shè)備的功能越發(fā)強大，微軟之前推出的ZUNE播放器就具備了Wi-Fi功能，蘋果也推出了帶有Wi-Fi功能的新款iPod。其他的功能，諸如GPS、移動電視、藍牙、電子游戲都逐漸融合進了播放器中，為消費者提供了更加豐富的體驗，也增加了Blackfin處理器平臺為多媒體播放器應(yīng)用提供高性能技術(shù)

2、保障便攜式多媒體播放器面世已經(jīng)有幾年時間，從早期純粹具備音頻播放功能的MP3播放器問世，到視頻應(yīng)用包括MP4等設(shè)備的興起和快速發(fā)展，便攜式多媒體娛樂設(shè)備的功能越發(fā)強大，微軟之前推出的ZUNE播放器就具備了Wi-Fi功能，蘋果也推出了帶有Wi-Fi功能的新款iPod。其他的功能，諸如GPS、移動電視、藍牙、電子游戲都逐漸融合進了播放器中，為消費者提供了更加豐富的體驗，也增加了工程師在方案選擇和系統(tǒng)集成時的難度。多媒體處理器所面臨的挑戰(zhàn)如此豐富的功能使便攜式多媒體處理器面臨更高挑戰(zhàn)：功耗。豐富的功能帶來的是更大的功耗，能否保證更長的待機時間成為用戶選擇產(chǎn)品時的重要指標。高性能低功耗的內(nèi)核將會在新一

3、輪的競爭中脫穎而出。多核架構(gòu)是一個發(fā)展方向。新的解決方案呼之欲出，讓用戶體驗豐富的音視頻內(nèi)容并且延長電池播放時長都需要創(chuàng)新的PMP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用多個DSP核是一個趨勢，讓每個核心都為媒體處理中的不同關(guān)鍵算法特別優(yōu)化。同時下一代的媒體處理器應(yīng)該是可編程的，應(yīng)該是多個ARM加上可編程DSP或者多個ARM加上硬件加速器加以實現(xiàn)。DSP比硬件加速器更能滿足軟件再利用需求，多核架構(gòu)帶來了額外的靈活性，但隨之而來的是在硅領(lǐng)域的成本增加，這種成本增加只有在面對多樣的消費產(chǎn)品或細分的市場，或平臺的市場壽命得以顯著延長，或新特征可以更快地進入市場的情況下才可能被接受。對高端便攜式媒體播放器產(chǎn)品，如D1/HD視頻

4、解碼，及帶GPS或移動電視功能，由于不斷會有新功能推出，應(yīng)用較多，軟件的再利用十分重要，所以架構(gòu)的靈活性很關(guān)鍵。同時要看到，雖然未來的便攜式多媒體設(shè)備將具備豐富的功能，但作為一款多媒體設(shè)備，音視頻應(yīng)用仍是最基本的，也是最能決定消費者購買心理的因素。而音視頻編解碼標準的多樣性決定了音視頻格式的多樣性。一般來說，消費者并不愿意浪費時間在PC上轉(zhuǎn)換視頻格式的，因此，要想抓住用戶，具備多格式播放能力將是最基本的競爭力。就音頻而言，對各種碼流和編碼方式的MP3、WMA的支持是必須的，隨著存儲空間的增大，部分消費者對無損音頻格式的需求也更加高漲。APE或FLAC格式的音頻成為許多音樂愛好者的必選。因此，增

5、加對這類標準的支持或可成為廠商一個重要的賣點或是噱頭?；贐F52x的PMP解決方案。另外，就視頻而言，主流的編解碼格式在各個地區(qū)是不同的。在中國，MPEG-4和RM/RMVB是非常流行的，而在美國和歐洲，H.264和WMV則更加主流。同時視頻標準也越來越多，消費者用PMP錄制數(shù)字電視節(jié)目或移動電視視頻時需進行轉(zhuǎn)碼運算，如將MPEG-2格式的電視節(jié)目提高壓縮率進行錄制，或改變分辨率錄制成H.264的文件，這個時候，轉(zhuǎn)碼就顯得格外重要。Blackfin平臺應(yīng)用于PMP的優(yōu)勢目前主要的便攜式多媒體播放器芯片供應(yīng)商都可提供從硬件參考設(shè)計到開發(fā)工具、中間件和操作系統(tǒng)等一系列支持，而諸如TI、ADI等大

6、廠在本土都有多家第三方設(shè)計公司和軟件合作伙伴進行方案支持，其中ADI公司基于Blackfin處理器平臺的解決方案以其優(yōu)異的性能功耗比和性能價格比成為眾多PMP廠商的理想之選。其在PMP應(yīng)用中的優(yōu)勢體現(xiàn)在：1. 會聚處理器的優(yōu)秀平臺通常PMP硬件平臺的兩個通用選擇是MCU+DSP，或一個帶有硬件加速器的MCU。相對于單芯片結(jié)構(gòu)，這些兩芯片的解決方案會占用更多電路板空間和增加系統(tǒng)成本；另一種選擇是SoC方案，在單個封裝上集成了MCU核和DSP核。通常來講，SoC會比MCU+DSP和MCU+硬件加速器的結(jié)構(gòu)占用更少的電路板空間。因為MCU和DSP執(zhí)行不同的任務(wù)，兩個開發(fā)工具集和兩組執(zhí)行代碼仍是必要的

7、。復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換和程序進程協(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)級的復(fù)雜性仍是開發(fā)工程師和支持工程師不得不考慮的因素。ADI公司提出高性能Blackfin處理器這一替代方案則是融合了MCU和DSP能力的“會聚”處理器。一個真正的會聚處理器應(yīng)該在實時多媒體數(shù)據(jù)流的計算和面向控制的任務(wù)上進行優(yōu)化，而Blackfin是一個在單核結(jié)構(gòu)上提供MCU和數(shù)字信號處理功能的定點處理器，允許在控制和信號處理上靈活劃分任務(wù)。覆蓋整個Blackfin陣容的相同的開發(fā)環(huán)境，使得開發(fā)和調(diào)試具有不同特征組合的PMP變得更快速、更便宜。2. 成本與開發(fā)周期的表現(xiàn)與其它消費類電子產(chǎn)品的趨勢一樣，

8、在未來幾年里PMP將在更低的價格上實現(xiàn)更多的特征，使開發(fā)者和制造商更加關(guān)注成本和上市時間。處理器本身不是成本的最大貢獻者，必需的軟件開發(fā)在成本中占很大的比例可以通過開發(fā)工具的使用、參考設(shè)計和第三方軟件來降低成本。越來越短的PMP產(chǎn)品生命周期同樣意味著對解決方案開發(fā)者壓縮研發(fā)周期?？赏ㄟ^處理器集成的外設(shè)和開發(fā)支持加速研發(fā)。Blackfin作為一會聚處理器，提供了在單處理器和統(tǒng)一的工具鏈上工作的方式。此外，其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。這樣使產(chǎn)品和特征差異化加快了，因為開發(fā)人員可以把精力集中在他們的應(yīng)用軟件上，同時還可以利用由ADI開發(fā)的高度優(yōu)化的音頻和視頻算法

9、和第三方提供的軟件模塊和參考設(shè)計。3. 外設(shè)集成及動態(tài)電源管理外設(shè)集成是Blackfin處理器的一個強勁的功能表現(xiàn)。通過提供帶有工業(yè)標準接口的高性能內(nèi)核，Blackfin節(jié)省了電路板空間，將昂貴的外部組件減到最少。開發(fā)成為流水線，因為開發(fā)人員不用花費任何時間在集成包括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。前面提到功耗是PMP設(shè)計中的一個門檻。因為多媒體特征和網(wǎng)絡(luò)連接需要消耗更多功率，同時消費者希望更長的播放時間和更小的產(chǎn)品體積和質(zhì)量。為延長電池壽命和降低功率消耗，通常芯片廠商會降低處理器的內(nèi)核頻率以匹配該數(shù)據(jù)流處理要求。由于不斷

10、增加的PMP功能造成對處理性能進而對電源更大且變化的需求。Blackfin采用動態(tài)電源管理來調(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，即全速、活動、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，一個內(nèi)部的調(diào)節(jié)器為達到功耗最小化智能管理電壓。該電源消耗和性能比可達到250MHz 核心電壓下的0.16mW/MHz。4. 突出的運算性能像音頻一樣，視頻內(nèi)容也是很多不同的媒體標準、不同版本和不同視頻格式同樣存在。所以當PMP終端支持不同媒體格式和其他如Wi-Fi、移動電視和游戲的附加值的功能時，其內(nèi)容源非常廣闊。這時，轉(zhuǎn)碼成為有用且必要

11、的功能，使下載的視頻可以不用在PC機上轉(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)雜且消耗更多的處理器性能。工作頻率高達600MHz(1.2GMMACS)，Blackfin處理器提供了處理復(fù)雜算法和功能的充裕運算性能。因為Blackfin同時帶來了實時信號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)。開發(fā)者可以通過簡單修改軟件實現(xiàn)支持不同媒體格式和功能的PMP設(shè)計。而且Blackfin支持軟件可編程，開發(fā)者同樣可以融入更新的媒體格式和標準。同時，Blackfin還提供足夠的性能以融入一個處理Wi-

12、Fi和互聯(lián)網(wǎng)用戶接口的無線協(xié)議棧和外設(shè)。5Lockbox安全技術(shù)因為PMP的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、千兆字節(jié)存儲以及便攜性在不斷增長。解決方案提供者和制造商想保護他們自己的如驅(qū)動、操作系統(tǒng)和用戶接口等的知識產(chǎn)權(quán)。個人數(shù)據(jù)保護和設(shè)備認證也加入考慮之列，因為社會網(wǎng)絡(luò)已演進為包含視頻共享和電子商務(wù)。通過在開始時就進行安全性設(shè)計，可以得到更強大的保護，同時使用硬件和軟件來保證包括密鑰、代碼和數(shù)據(jù)等安全資源的保密性和完整性。通過Blackfin的Lockbox安全技術(shù)，解決方案開發(fā)者可選擇采用標準算法來認證數(shù)字簽名和使用一個安全的運行代碼和保護資源的處理環(huán)境。對安全區(qū)域的進入由硬件監(jiān)控。而且，借助Lockbox安全技

13、術(shù)，開發(fā)者可以在每個Blackfin處理器上使用獨有的芯片ID來獨一無二地鑒別每一個設(shè)備。這個芯片ID可以和可信任的DRM代理商一起使用，來實施權(quán)利繼續(xù)或撤銷。另一個可能是當安全性受威脅時，使用芯片ID將OEM設(shè)備拉入黑名單。這個獨一無二的芯片ID同樣可以用于綁定一個處理器到一個特定的啟動代碼上從而防止設(shè)備被克隆。成功的應(yīng)用案例基于以上種種特性，越來越多的應(yīng)用商開始采用Blackfin處理器平臺為其高性能PMP設(shè)計提供支持。其中，愛國者推出的兩款便攜式媒體播放器產(chǎn)品：Aigo E898與E897，它們都支持RealVideo與RMVB(可改變之比特率)格式回放的完全廣播分辨率以及RealAud

14、io、AVI、MP3、WMA、FLAC與APE。它們將這種功能稱作“MP5”級媒體播放。愛國者非常熟悉Blackfin處理器，因為它的許多媒體播放器都采用ADI公司的Blackfin處理器。這源于Blackfin處理器能夠縮短面市時間并降低產(chǎn)品設(shè)計風(fēng)險，其內(nèi)在的可編程性允許快速的開發(fā)周期。同時，Blackfin處理器能夠提供高性能、低功耗、適當?shù)耐庠O(shè)與通信端口、合理的定價結(jié)構(gòu)與至關(guān)重要的伙伴網(wǎng)絡(luò)。Aigo E898與F965R是第一批能夠顯示利用RealVideo與RMVB格式編碼的完全的D1廣播分辨率視頻文檔的便攜式媒體播放器。由于視頻流的解碼是完全由軟件完成的，在Blackfin處理器設(shè)計

15、中發(fā)揮重要作用的性能贏得愛國者的青睞，但之所以選擇Blackfin處理器還不只因為這些原始性能。便攜式電子產(chǎn)品制造商強烈地意識到電池中流出的每一比特電流都彌足珍貴。Blackfin處理器解決方案之所以脫穎而出是因為它能夠調(diào)制時鐘頻率和電源電壓，滿足不斷變化的性能需求，無論是解碼流媒體時的最大性能(如果需要)還是等待用戶選擇下一項任務(wù)時的低功耗待機模式。在本文出版之前，愛國者將推出最新個人媒體播放器，它采用為移動應(yīng)用而優(yōu)化的Blackfin 52x系列處理器。BF52x Blackfin處理器集高性能、高功率效率以及系統(tǒng)集成性于一體，實現(xiàn)了高度優(yōu)化的設(shè)計，性能不折不扣。BF52x Blackfin處理器內(nèi)置外設(shè)選擇性，為當今要求最苛刻的會聚信號處理應(yīng)用提供最大的靈活性。其功耗僅為0.16 mW/MHz，工作頻率高達600 MHz，這些特性使得會聚信號處理應(yīng)用可以在不影響電池壽命的同時，獲得較高的信號處理性能。便攜式媒體播放器繼續(xù)向前發(fā)展演進。對未來產(chǎn)品中集成