大同時代的便攜產(chǎn)品個性設計啟示

　　當充斥了國內手機市場的所謂“山寨機”走向大屏幕、立體聲功放、觸摸控制，甚至GPS導航和手機電視的時候，“山寨機”和“品牌機”之間的同質化現(xiàn)象越來越嚴重。手機僅僅是便攜產(chǎn)品市場的一個縮影，MP3、PMP以及PND等產(chǎn)品市場全部陷入了同質競爭導致的慘烈價格戰(zhàn)中。想要邁出低價競爭的泥潭，用技術創(chuàng)新支撐起差異化競爭或許是唯一行之有效的途徑。從對一些便攜產(chǎn)品芯片設計公司的采訪中我們也發(fā)現(xiàn)，無論是在提高產(chǎn)品性能、降低功耗或者是功能創(chuàng)新方面提升的空間依然很大。

集成DSP的音頻CODEC

　　便攜產(chǎn)品市場的一個普遍現(xiàn)象是同質化的產(chǎn)品迫使廠商在市場上大打價格戰(zhàn)，價格下降又以犧牲品質為代價。另外，便攜產(chǎn)品正面臨著質量/功能與功耗相互妥協(xié)的難題，其中，音頻處理的質量同樣難逃電池使用壽命的制肘。

　　當前音樂手機市場實現(xiàn)產(chǎn)品差異化競爭的重要手段是3D環(huán)繞音響，但是受手機大小所限，通過簡單添加揚聲器的方法并不能實現(xiàn)立體聲效果。有些立體聲音樂手機甚至采用了6聲道喇叭，但并不能達到立體聲效果，這是因為兩個揚聲器距離比較近，通常兩個揚聲器間距為30公分才能達到立體聲效果。

　　TI中國區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務開發(fā)經(jīng)理張洪為解釋說， 如果此時運行一些立體聲均衡的算法就可以輕而易舉的實現(xiàn)這一效果，但是在應用處理器中運行這種算法會使得工作量浩大，或需要專人監(jiān)督該算法。因此可以在音頻CODEC的設計上添加一個小型的DSP，從而允許手機在應用處理器上釋放MIPS的同時運行復雜的算法。例如，TI在最新推出的TLV320AIC3x系列的音頻CODEC里集成了一個110MIPS的miniDSP。

　　在CODEC中內置DSP的優(yōu)勢是可以在DSP的算法中添加一個完整的算法庫用以優(yōu)化音頻性能，例如回音消除、立體聲均衡器、動態(tài)壓縮范圍、低音增強和響度補償?shù)鹊?。為了對抗噪音，可以配合動態(tài)范圍壓縮的立體聲放大器，把小信號放大，大信號縮小，抵抗噪聲的干擾，使平均響度更小。典型的應用是噪音很大的汽車導航，為了導航清晰設計人員通常會加大GPS導航設備的立體聲功率到1W或者2W，有些大尺寸的GPS功率甚至達到了3W～5W，這是便攜設備負擔不起的。

　　針對功耗問題，可以模仿處理器的功耗設計采用不同的工作模式，允許設計人員在低功耗和信噪比之間進行權衡，例如TI的PowerTune技術。PowerTune首先通過處理器預先準確了解需要播放的音頻的信噪比，例如設定立體聲鈴聲的功耗為優(yōu)先，而把播放英語學習資料設定成最低功耗模式。采用PowerTune技術的CODECTLV320AIC3254可以將立體聲回訪中的任何使用模式下的功耗優(yōu)化為2.4 mW，播放100dB信噪比的高保真音樂時功耗為5.1 mW。

圖1集成miniDSP的低功耗音頻CODEC

便攜投影邁步走出概念時代

　　在提高音頻品質的同時，業(yè)界也在尋求便攜產(chǎn)品的視覺突破。11月3日，國內最大的手機設計公司聞泰宣布和臺灣LCD驅動芯片廠商奇景合作將在大陸市場推廣LCoS（硅基液晶）投影手機。聯(lián)想到TI 在今年2月西班牙的巴塞羅納舉辦Mobile World Congress 2008上展示的可以集成在各種移動設備上的微型投影芯片，可以看出由于手機屏幕尺寸有限，手機投影的意義在于突破了手機屏幕窄小的限制體驗，使非私密信息有了更好的體驗、分享和展示的途徑。

圖2 盛泰推出的CKING投影手機采用紅蝶科技的LCoS投影模塊

　　其實，已經(jīng)有許多公司早已著手進行微型投影機關鍵芯片的研發(fā)，除了TI和一些LCD驅動芯片設計公司外，還有諸如Djin Display，Micro Precision，Microvision，Upstream Engineering等專注顯示和光學技術的公司都已經(jīng)在微型反射鏡片MEMS開發(fā)方面取得了研發(fā)成果。而諾基亞、摩托羅拉、三星、佳能等手機和投影儀制造商也相繼開發(fā)出幾毫米厚和幾厘米大小的微型投影組件。而在今年的天津手機展上，國內的盛泰科技也在光學器件和光學模組制造商紅蝶科技的支持下推出號稱全球首款的投影手機。

圖3 TI用于便攜式投影儀的DLP芯片

　　在手機投影的數(shù)碼成像處理技術方面，TI獨立開發(fā)的DLP（數(shù)字光學處理器）技術已經(jīng)在投影顯示市場得到了驗證，占據(jù)超過這一市場30%的份額。它的核心是數(shù)字微鏡器件（DMD），有幾百萬個精微鏡面組成，起到光開關的作用。每一個鏡面都能前后翻動（開啟或關閉），每秒可達 5000次。輸入的影像或圖形信號被轉換成數(shù)字代碼，即由0和1組成的二進制數(shù)據(jù)。這些代碼再被用來推動DMD鏡面。

　　當DMD座板和投影燈、色輪和投影鏡頭協(xié)同工作時，這些翻動的鏡面就能將一幅天衣無縫的數(shù)字圖像反射到電視機屏幕上。一片DMD是由許多個微小的正方形反射鏡片（微鏡）按行列緊密排列在一起，然后貼在一塊硅晶片的電子節(jié)點上，每一個微鏡對應著生成圖像的一個像素，微鏡數(shù)量決定了一臺DLP投影機的物理分辨率。

　　法國的Yole Development公司和加拿大的Chipworks共同發(fā)布了一個關于光學處理內核和微型投影儀的市場報告。Chipworks分析了TI的最新DLP器件與前幾代產(chǎn)品的不同，突出了其在晶圓級封裝以及像元尺寸縮小方面的技術進步。TI通過晶圓級封裝替代原來的陶瓷封裝降低封裝成本，并通過縮小像元尺寸來降低芯片面積。Yole Developpements采用逆向成本分析，認為新的晶圓級封裝技術將成本降低50％（從原來的約400降至約200美元）。

　　當然TI的DLP的優(yōu)勢也正面臨他競爭技術的挑戰(zhàn)，上文提到的CKING投影手機采用的LCoS微顯示器技術就是其中之一。目前國際上有幾十家公司在積極開發(fā)這一技術，美國的Microvisions公司在2008年4月舊金山舉辦的Globalpress Electronics Summit 上演示了一款采用LCoS技術的微型彩色投影機。Microvision的目標是在2008年第四季度向市場推出價格定位400美金的獨立的微型投影機，并在五年內價格降至100美元。集成到手機和筆記本電腦的微型投影模塊也在開發(fā)中，目標價格低于100美元。

　　LCoS是一種全新的數(shù)碼成像技術，基成像方式類似于三片式的LCD液晶技術，不過采用LCoS技術的投影機其光線不是透過LCD面板，而是采用反射方式形成彩色圖像。它采用涂有液晶硅的CMOS集成電路芯片作為反射式LCD的基片，用先進工藝磨平后鍍上鋁當作反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上的玻璃基板相貼合，再注入液晶封裝而成。LCoS將控制電路放置于顯示裝置的后面，可以提高透光率，從而達到更大的光輸出和更高的分辨率。LCoS投影芯片的色域是非常寬廣的，其色域范圍要遠遠大于CRT和DLP芯片所能表現(xiàn)的范圍。

　　和技術相當成熟的DLP相比，LCoS還只能算出在起步階段。因為LCoS顯示技術涉及到多個前沿技術，主要有VLSI設計和生產(chǎn)工藝、液晶相關技術、光學引擎技術、新型光碟技術、圖像處理相關技術等等，很難有一家公司掌握所有這些關鍵技術。但是DLP和LCoS代表了一種新的顯示技術發(fā)展方向，即把微光學機電系統(tǒng)（MOEMS）技術與固態(tài)照明（LED、HVBLED、或激光二極管）混合集成是實現(xiàn)低成本和緊湊型光學引擎的一種新穎獨特的解決方案。

雙核處理器搶占移動電視市場

　　在08北京奧運會的推波助瀾下，CMMB手機電視一時風生水起，但是后奧運時代的手機電視好像失去了發(fā)展動力。目前播放的電視節(jié)目采用兩種形式，一是沒有加密的FTA（Free To All）,通常涵蓋公益性或者廣告內容，這對普通消費者的吸引力很低；另一類是采用CA加密接收，包括商業(yè)性媒體娛樂，互動媒體播放和專業(yè)的數(shù)據(jù)廣播等，這類的增值服務是收取服務費的。至于加入收費的CA，是否會影響還處在發(fā)展階段的手機電視的前景，業(yè)界還有存疑。

　　至少在愛國者這樣的終端商看來，采用部分內容收費的方式是利大于弊。愛國者新近推出的Walk TV CMMB數(shù)字電視接收終端將CA條件接收、互動播放和數(shù)據(jù)實時廣播等功能集于一身。Walk TV的典型應用案例就是利用移動數(shù)字電視數(shù)據(jù)廣播將交通信息廣播的語音接收轉變成實時的視頻交通信息顯示。

　　讓人略感意外的是，愛國者的Walk TV采用的處理器沒有延續(xù)之前基于ARM的Freescale i.MX平臺，而是采用了晶門科技（Solomon Systech）的雙核多媒體處理器SSD1933。SSD1933是晶門科技MagusCore便攜式多媒體處理器中的最新一款產(chǎn)品，集成了ARM926EJ-S和AV-DSP在單芯片上。SSD1933的特點是經(jīng)過優(yōu)化的雙核分配構造降低了多媒體加速過程中的功耗。

　　事實上，AV-DSP采用的是CEVA提供MM2000多媒體解決方案，通過MM2000 SSD1933能夠編解碼多種標準的視頻信號，包括30fps下最高D1 (720x576) 分辨率的 H.264標準。結合MPEG-2傳輸流接口(TSI)。MM2000的完全可編程架構允許SSD1933支持廣泛的視頻格式，包括H.264、MPEG-4、WMV/VC-1、RMVB 和高達D1分辨率 H.263。除了雙核部分，MagusCore還包含了一個2D圖形加速器、攝影機介面、24位LCD接口和一個NTSC/PAL解碼器，旨在攝影和播放視頻和照片。

　　選擇單核還是雙核處理器架構更多是對方案靈活性和成本之間的平衡考慮。據(jù)深圳愛國者CTO鄧國源的介紹，愛國者之前一直采用的是Freescale的i.MX平臺，已經(jīng)成熟的產(chǎn)品包括基于i.MX31設計的方案，這是一款采用了532MHz的ARM11處理器核的處理器，集成了VGA分辨率的硬件視頻和圖像處理器以及2D/3D圖形加速器，可以支持RMVB，MVA，AVI和VGA等視頻格式的播放以及30fps，MPEG4@VGA的視頻錄像。此后，飛思卡爾為了彌補i.MX處理器支持多格式視頻編解碼能力的不足，也在2007年正式發(fā)布的i.MX27，集成了ARM9和H.264、MPEG4硬件編解碼的內核。

　　對于這次采用晶門科技的雙核方案，愛國者更愿意為這次合作貼上“自主創(chuàng)新”的標示。愛國者深圳研究院在2007年初就著手和晶門科技開展戰(zhàn)略合作開發(fā)基于MagusCore的移動多媒體數(shù)字電視方案。北京華旗CTO范為表示：“聯(lián)合攻關項目主要進行核心芯片、移動多媒體實時操作系統(tǒng)、軟硬件協(xié)同移動數(shù)字電視多協(xié)議信源解碼軟件包、應用軟件包的開發(fā)，是應用、軟件和芯片三層次的協(xié)同。”雙方把這次合作定義為“芯片設計從系統(tǒng)應用做起，到完整的嵌入式系統(tǒng)軟件終結”式的或者。

圖4 基于MagusCore的移動電視終端