最新一代应用/多媒体处理器可支持高清视频回放

最新一代的应用处理器已经可以使得智能手机和移动多媒体设备(如PMP、PND、信息家电和车内娱乐系统)回放D1高清分辨率30fps H.264/MPEG-4 MP视频内容、拍摄千万像素级照片和视频片断、收看各种地面/卫星传输标准的移动电视、进行实时GPS导航和参加国际多方视频会议等。

目前能够支持D1高清分辨率30fps视频回放的应用/多媒体处理器主要有TI的OMAP3430、博通(Broadcom)的BCM2727、上海杰得微电子公司的X900和北京希图视鼎科技(C2 Microsystems)的CC1100。

OMAP3430采用超标量ARM Cortex-A8 RISC内核+IVA 2+(成像、视频和音频)加速器架构，IVA 2+是TI达芬奇技术中采用的第二代功率优化版成像、视频和音频加速器，与以前的OMAP处理器相比，它可提供高达4倍的多媒体处理性能，这使得它能够在DVD分辨率下支持多种主流视频格式(MPEG-4、WMV9、RM/RMVB、H.263和H.264)的并行编解码。OMAP3430使得手机等便携式设备能够率先在业内集成DVD质量的摄像机。

TI OMAP处理器全球产品市场经理Robert Tolbert表示：“OMAP34X系列采用的加速器性能与前代产品采用的C55X系列DSP相比，无论在性能还是功耗上都有很大的改善。”

BCM2727高清移动多媒体处理器可以低功率实现H.264格式的D1分辨率(720p)高清视频编码和解码。基于它实现的手机可以录制与高清广播电视内容的质量相同的视频，并在使用标准容量手机电池的情况下，支持5个多小时的高清视频播放或大约3个小时的高清内容录制。该芯片集成的HDMI 1.3或模拟接口允许手机或其它便携式多媒体设备将其存储的各种分辨率视频内容接到大屏幕电视机上播放。博通应用处理器BCM2820的性能稍差一些，它只能支持到VGA分辨率30fps的MPEG-4/H.264编码或解码任务。

图1：TI公司的OMAP3430和OMAP3420的结构框图

X900采用ARM926EJ内核+全定制H.264/VC-1和MPEG-4硬件编解码器架构，目前网络上十分流行的RM/RMVB格式采用软解压方法支持，不过只能支持到QVGA和CIF分辨率，它的缺点是牺牲了一些灵活性，但优点也十分突出，全硬件编解码实现方式使得它的功耗性能可能是业界最好的，因为它完成30fps D1分辨率H.264或VC-1 MP解码仅需30mW。对于哪些只希望支持主流视频格式和更重视电池工作寿命的客户而言，这是一个非常理想的选择。

杰得董事长欧阳合博士也强调指出：“与业内其它基于DSP和硬件加速器的音视频引擎架构相比，全硬件解码是最省电的架构，因此可以说X900是目前对功耗非常敏感的主流便携式多媒体应用(如智能手机、游戏数据播放机、移动电视和IPTV)的最佳应用处理器解决方案。”

不过，Tolbert有不同看法。他说：“我们相信，带专用内核的多引擎并行处理架构可提供最佳的功耗和性能。虽然我们不公开该芯片的功耗信息，但我们相信采用OMAP3430应用处理器的手机回放DVD分辨率视频的时间能够达到3~4小时。”

CC1100的特色是采用了独特的ARM9内核+向量DSP架构，它的处理性能非常突出，支持多种主流视频格式的高清(D1分辨率)解码和标清编码。特别是，它可在D1分辨率和30fps速度下同时完成两个通道的MPEG-4编码任务。希图视鼎科技总裁兼CEO Gene Liu表示：“到目前为止，我还没有听说过市场上有哪款移动多媒体处理器能够达到这么高的性能。当然，从应用角度来看，这一性能更适合于多通道视频监控系统，而不是像PMP这样的手持式移动多媒体设备。”杰得X900仅支持单通道DVD分辨率下30fps的MPEG-4 SP实时编解码。

图2：基于X900的开发板，X900采用ARM926EJ内核+全定制H.264/VC-1和MPEG-4硬件编解码器架构。

业内另二家应用处理器供应商ST和智多微电子的产品尚不能支持高清视频回放。ST最新Nomadik系列移动多媒体应用处理器STn8811目前还只能支持到VGA分辨率30fps的MPEG-4 SP编码或解码任务，对于H.264格式，STn8811只能支持到QVGA分辨率30fps的解码任务。上海智多微电子刚推出的移动多媒体应用处理器NX200则只能同时实现QVGA分辨率30fps的MPEG-4/H.263解码和编码能力。NX200的功耗性能也相当不错，智多微电子首席技术官周汀表示：“我们整个系统的功耗大约只有120mA，包括芯片音视频、存储器和LCD背光等。”

NX200的优势是采用了智多特别为它量身定做的开放式移动操作系统SmartNX Mobile，它使得NX200平台能够实现防火墙、垃圾短信过滤、短信智能匪类、视频电话会议记录、超级隐身、智能追踪、炒股软件、智能摇控以及双向通话实时录音和动态变声等差异化功能。它还提供了MS Janus DRM10和OMA DRM 1.0等数字版权管理功能，以及一款PC同步工具SmartSync，以吸引第三方软件开发商提供更多的应用软件。不过，欧阳合博士认为它的缺点也很明显，他说：“NX200基于ARM7内核，处理性能略显不足，它主要针对低端智能手机市场。此外，虽然它的操作系统代表了未来的开发方向，但我担心它与运行主流操作系统的PC或笔记本电脑通信时可能会有一点问题。”

在所有这些应用处理器中，能够支持到1千万以上像素的也只有TI的OMAP3430、博通的BCM2727和杰得的X900。OMAP3430架构中嵌入的ISP(成像信号处理器)使得它能够连接到高达1200万像素的成像传感器，基于它实现的照相手机能够具备或超过目前市场上大多数数码相机的性能。“X900理论上可支持到1600万像素的CMOS/CCD摄像头，”杰得董事长欧阳合博士自信地说，“不过，目前市场上尚找不到支持这么高像素的CMOS/CCD摄像头。”

BCM2727还有内置的高达1,200万像素的高质量照相处理功能。极其先进的片上图像信号处理器可实现专业质量的照片拍摄和视频录制，支持传感器和镜头补偿、尖锐化、曝光补偿、颜色校正、防“红眼”以及防抖动等功能。可编程图像流水线提供额外的控制能力，并能够迅速开发和集成新功能、更深入地进行图像处理。BCM2820只能支持到800万像素数码相机，而智多微电子的NX200则只能支持最高300万像素的数码相机。

OMAP3430、BCM2727和X900均支持3D游戏。OMAP3430是业内首款集成了新定义的OpenGL ES 2.0图形标准的应用处理器，这使它不仅可为手机提供极其逼真的3D图形功能，而且能够为用户带来堪与当前掌上游戏机相媲美的移动游戏体验。

移动游戏体验是高性能与高级图形功能的完美结合。OMAP3430处理器嵌入了功能强大的ARM Cortex-A8处理器，实现了快速响应时间与高性能，可满足不断提高的移动游戏要求，支持实时高速、图形密集型处理要求。ARM Cortex-A8处理器还为移动环境提供了平衡系统，实现了3D图形与类似笔记本电脑性能的完美融合，在满足移动游戏需求的同时还提高了高级操作系统与办公工具的应用性能。

OMAP3430处理器嵌入了Imagination Technologies公司的PowerVR SGX图形内核，这使其成为支持OpenGL ES 2.0与OpenVG标准的首款应用处理器，实现了出色的2D/3D图形性能与高级用户界面功能。OpenVG提供了2D可缩放矢量图形的硬件加速功能，支持创建高级仿真用户界面与Flash动画。TI还通过OpenGL ES 2.0标准的‘智能像素’技术为移动游戏环境带来高级动态影像功能，这种独特技术使游戏开发人员能够对影像中的每个像素进行独立编程，以创建丰富的效果，实现影院级的逼真体验。这样，用户就能在移动游戏中获得身临其境的体验，欣赏到逼真的面部表情、高级反射效果以及多纹理背景。

TI的Tolbert说：“OMAP3430应用处理器通过集成在ARM Cortex-A8内核中的称为Jazelle的Java加速技术包含了3D Java加速图形功能。此外，PowerVR SGX 3D图形加速器也具有直接Java支持。”而杰得X900应用处理器对3D图形功能的支持则主要通过Java加速技术在ARM926内核中实现。

BCM2727也具有先进的内置2D和3D图形加速器，并采用了高效率音频技术，它不仅能够提供丰富的观看和收听体验，还为移动游戏应用提供了一个强大的平台。图形流水线针对高效率Open VG 1.0和Open GL ES 1.1/2.0进行了优化，能达到每秒3200万三角形的峰值性能。

IDC的分析师Mario Morales指出：“随着无线市场不断发展，3D图形与高端视频技术将不断提供新的内容与服务，提高移动用户体验。半导体平台必须能为高端市场领域与主流市场提供有关增值特性，这样才能保持良好的发展势头，满足客户对各种诱人特性，诸如720p视频回放与OpenGL ES 2.0高级图形功能等的需求，从而实现更丰富的用户使用体验。”

增强型图形体验将推动移动游戏的普及。ISuppli认为，到2010年，全球移动游戏用户数量平均每月将达1.34亿人，比2005年的3,800万人增长两倍还多。