大同時(shí)代的便攜產(chǎn)品個(gè)性設(shè)計(jì)啟示

　　當(dāng)充斥了國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)的所謂“山寨機(jī)”走向大屏幕、立體聲功放、觸摸控制，甚至GPS導(dǎo)航和手機(jī)電視的時(shí)候，“山寨機(jī)”和“品牌機(jī)”之間的同質(zhì)化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。手機(jī)僅僅是便攜產(chǎn)品市場(chǎng)的一個(gè)縮影，MP3、PMP以及PND等產(chǎn)品市場(chǎng)全部陷入了同質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的慘烈價(jià)格戰(zhàn)中。想要邁出低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的泥潭，用技術(shù)創(chuàng)新支撐起差異化競(jìng)爭(zhēng)或許是唯一行之有效的途徑。從對(duì)一些便攜產(chǎn)品芯片設(shè)計(jì)公司的采訪中我們也發(fā)現(xiàn)，無(wú)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(chǎng)的一個(gè)普遍現(xiàn)象是同質(zhì)化的產(chǎn)品迫使廠商在市場(chǎng)上大打價(jià)格戰(zhàn)，價(jià)格下降又以犧牲品質(zhì)為代價(jià)。另外，便攜產(chǎn)品正面臨著質(zhì)量/功能與功耗相互妥協(xié)的難題，其中，音頻處理的質(zhì)量同樣難逃電池使用壽命的制肘。

　　當(dāng)前音樂(lè)手機(jī)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)的重要手段是3D環(huán)繞音響，但是受手機(jī)大小所限，通過(guò)簡(jiǎn)單添加揚(yáng)聲器的方法并不能實(shí)現(xiàn)立體聲效果。有些立體聲音樂(lè)手機(jī)甚至采用了6聲道喇叭，但并不能達(dá)到立體聲效果，這是因?yàn)閮蓚€(gè)揚(yáng)聲器距離比較近，通常兩個(gè)揚(yáng)聲器間距為30公分才能達(dá)到立體聲效果。

　　TI中國(guó)區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理張洪為解釋說(shuō)， 如果此時(shí)運(yùn)行一些立體聲均衡的算法就可以輕而易舉的實(shí)現(xiàn)這一效果，但是在應(yīng)用處理器中運(yùn)行這種算法會(huì)使得工作量浩大，或需要專(zhuān)人監(jiān)督該算法。因此可以在音頻CODEC的設(shè)計(jì)上添加一個(gè)小型的DSP，從而允許手機(jī)在應(yīng)用處理器上釋放MIPS的同時(shí)運(yùn)行復(fù)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(gè)110MIPS的miniDSP。

　　在CODEC中內(nèi)置DSP的優(yōu)勢(shì)是可以在DSP的算法中添加一個(gè)完整的算法庫(kù)用以優(yōu)化音頻性能，例如回音消除、立體聲均衡器、動(dòng)態(tài)壓縮范圍、低音增強(qiáng)和響度補(bǔ)償?shù)鹊?。為了?duì)抗噪音，可以配合動(dòng)態(tài)范圍壓縮的立體聲放大器，把小信號(hào)放大，大信號(hào)縮小，抵抗噪聲的干擾，使平均響度更小。典型的應(yīng)用是噪音很大的汽車(chē)導(dǎo)航，為了導(dǎo)航清晰設(shè)計(jì)人員通常會(huì)加大GPS導(dǎo)航設(shè)備的立體聲功率到1W或者2W，有些大尺寸的GPS功率甚至達(dá)到了3W～5W，這是便攜設(shè)備負(fù)擔(dān)不起的。

　　針對(duì)功耗問(wèn)題，可以模仿處理器的功耗設(shè)計(jì)采用不同的工作模式，允許設(shè)計(jì)人員在低功耗和信噪比之間進(jìn)行權(quán)衡，例如TI的PowerTune技術(shù)。PowerTune首先通過(guò)處理器預(yù)先準(zhǔn)確了解需要播放的音頻的信噪比，例如設(shè)定立體聲鈴聲的功耗為優(yōu)先，而把播放英語(yǔ)學(xué)習(xí)資料設(shè)定成最低功耗模式。采用PowerTune技術(shù)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(lè)時(shí)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(shí)代

　　在提高音頻品質(zhì)的同時(shí)，業(yè)界也在尋求便攜產(chǎn)品的視覺(jué)突破。11月3日，國(guó)內(nèi)最大的手機(jī)設(shè)計(jì)公司聞泰宣布和臺(tái)灣LCD驅(qū)動(dòng)芯片廠商奇景合作將在大陸市場(chǎng)推廣LCoS（硅基液晶）投影手機(jī)。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(dòng)設(shè)備上的微型投影芯片，可以看出由于手機(jī)屏幕尺寸有限，手機(jī)投影的意義在于突破了手機(jī)屏幕窄小的限制體驗(yàn)，使非私密信息有了更好的體驗(yàn)、分享和展示的途徑。

圖2 盛泰推出的CKING投影手機(jī)采用紅蝶科技的LCoS投影模塊

　　其實(shí)，已經(jīng)有許多公司早已著手進(jìn)行微型投影機(jī)關(guān)鍵芯片的研發(fā)，除了TI和一些LCD驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)公司外，還有諸如Djin Display，Micro Precision，Microvision，Upstream Engineering等專(zhuān)注顯示和光學(xué)技術(shù)的公司都已經(jīng)在微型反射鏡片MEMS開(kāi)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(jī)和投影儀制造商也相繼開(kāi)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(jī)展上，國(guó)內(nèi)的盛泰科技也在光學(xué)器件和光學(xué)模組制造商紅蝶科技的支持下推出號(hào)稱全球首款的投影手機(jī)。

圖3 TI用于便攜式投影儀的DLP芯片

　　在手機(jī)投影的數(shù)碼成像處理技術(shù)方面，TI獨(dú)立開(kāi)發(fā)的DLP（數(shù)字光學(xué)處理器）技術(shù)已經(jīng)在投影顯示市場(chǎng)得到了驗(yàn)證，占據(jù)超過(guò)這一市場(chǎng)30%的份額。它的核心是數(shù)字微鏡器件（DMD），有幾百萬(wàn)個(gè)精微鏡面組成，起到光開(kāi)關(guān)的作用。每一個(gè)鏡面都能前后翻動(dòng)（開(kāi)啟或關(guān)閉），每秒可達(dá) 5000次。輸入的影像或圖形信號(hào)被轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，即由0和1組成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。這些代碼再被用來(lái)推動(dòng)DMD鏡面。

　　當(dāng)DMD座板和投影燈、色輪和投影鏡頭協(xié)同工作時(shí)，這些翻動(dòng)的鏡面就能將一幅天衣無(wú)縫的數(shù)字圖像反射到電視機(jī)屏幕上。一片DMD是由許多個(gè)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(diǎn)上，每一個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)著生成圖像的一個(gè)像素，微鏡數(shù)量決定了一臺(tái)DLP投影機(jī)的物理分辨率。

　　法國(guó)的Yole Development公司和加拿大的Chipworks共同發(fā)布了一個(gè)關(guān)于光學(xué)處理內(nèi)核和微型投影儀的市場(chǎng)報(bào)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(jí)封裝以及像元尺寸縮小方面的技術(shù)進(jìn)步。TI通過(guò)晶圓級(jí)封裝替代原來(lái)的陶瓷封裝降低封裝成本，并通過(guò)縮小像元尺寸來(lái)降低芯片面積。Yole Developpements采用逆向成本分析，認(rèn)為新的晶圓級(jí)封裝技術(shù)將成本降低50％（從原來(lái)的約400降至約200美元）。

　　當(dāng)然TI的DLP的優(yōu)勢(shì)也正面臨他競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)的挑戰(zhàn)，上文提到的CKING投影手機(jī)采用的LCoS微顯示器技術(shù)就是其中之一。目前國(guó)際上有幾十家公司在積極開(kāi)發(fā)這一技術(shù)，美國(guó)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(shù)的微型彩色投影機(jī)。Microvision的目標(biāo)是在2008年第四季度向市場(chǎng)推出價(jià)格定位400美金的獨(dú)立的微型投影機(jī)，并在五年內(nèi)價(jià)格降至100美元。集成到手機(jī)和筆記本電腦的微型投影模塊也在開(kāi)發(fā)中，目標(biāo)價(jià)格低于100美元。

　　LCoS是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù)，基成像方式類(lèi)似于三片式的LCD液晶技術(shù)，不過(guò)采用LCoS技術(shù)的投影機(jī)其光線不是透過(guò)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(jìn)工藝磨平后鍍上鋁當(dāng)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(dá)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于CRT和DLP芯片所能表現(xiàn)的范圍。

　　和技術(shù)相當(dāng)成熟的DLP相比，LCoS還只能算出在起步階段。因?yàn)長(zhǎng)CoS顯示技術(shù)涉及到多個(gè)前沿技術(shù)，主要有VLSI設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝、液晶相關(guān)技術(shù)、光學(xué)引擎技術(shù)、新型光碟技術(shù)、圖像處理相關(guān)技術(shù)等等，很難有一家公司掌握所有這些關(guān)鍵技術(shù)。但是DLP和LCoS代表了一種新的顯示技術(shù)發(fā)展方向，即把微光學(xué)機(jī)電系統(tǒng)（MOEMS）技術(shù)與固態(tài)照明（LED、HVBLED、或激光二極管）混合集成是實(shí)現(xiàn)低成本和緊湊型光學(xué)引擎的一種新穎獨(dú)特的解決方案。

雙核處理器搶占移動(dòng)電視市場(chǎng)

　　在08北京奧運(yùn)會(huì)的推波助瀾下，CMMB手機(jī)電視一時(shí)風(fēng)生水起，但是后奧運(yùn)時(shí)代的手機(jī)電視好像失去了發(fā)展動(dòng)力。目前播放的電視節(jié)目采用兩種形式，一是沒(méi)有加密的FTA（Free To All）,通常涵蓋公益性或者廣告內(nèi)容，這對(duì)普通消費(fèi)者的吸引力很低；另一類(lèi)是采用CA加密接收，包括商業(yè)性媒體娛樂(lè)，互動(dòng)媒體播放和專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)廣播等，這類(lèi)的增值服務(wù)是收取服務(wù)費(fèi)的。至于加入收費(fèi)的CA，是否會(huì)影響還處在發(fā)展階段的手機(jī)電視的前景，業(yè)界還有存疑。

　　至少在愛(ài)國(guó)者這樣的終端商看來(lái)，采用部分內(nèi)容收費(fèi)的方式是利大于弊。愛(ài)國(guó)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(dòng)播放和數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)廣播等功能集于一身。Walk TV的典型應(yīng)用案例就是利用移動(dòng)數(shù)字電視數(shù)據(jù)廣播將交通信息廣播的語(yǔ)音接收轉(zhuǎn)變成實(shí)時(shí)的視頻交通信息顯示。

　　讓人略感意外的是，愛(ài)國(guó)者的Walk TV采用的處理器沒(méi)有延續(xù)之前基于ARM的Freescale i.MX平臺(tái)，而是采用了晶門(mén)科技（Solomon Systech）的雙核多媒體處理器SSD1933。SSD1933是晶門(mén)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(diǎn)是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的雙核分配構(gòu)造降低了多媒體加速過(guò)程中的功耗。

　　事實(shí)上，AV-DSP采用的是CEVA提供MM2000多媒體解決方案，通過(guò)MM2000 SSD1933能夠編解碼多種標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號(hào)，包括30fps下最高D1 (720x576) 分辨率的 H.264標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合MPEG-2傳輸流接口(TSI)。MM2000的完全可編程架構(gòu)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(dá)D1分辨率 H.263。除了雙核部分，MagusCore還包含了一個(gè)2D圖形加速器、攝影機(jī)介面、24位LCD接口和一個(gè)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(gòu)更多是對(duì)方案靈活性和成本之間的平衡考慮。據(jù)深圳愛(ài)國(guó)者CTO鄧國(guó)源的介紹，愛(ài)國(guó)者之前一直采用的是Freescale的i.MX平臺(tái)，已經(jīng)成熟的產(chǎn)品包括基于i.MX31設(shè)計(jì)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(bǔ)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(nèi)核。

　　對(duì)于這次采用晶門(mén)科技的雙核方案，愛(ài)國(guó)者更愿意為這次合作貼上“自主創(chuàng)新”的標(biāo)示。愛(ài)國(guó)者深圳研究院在2007年初就著手和晶門(mén)科技開(kāi)展戰(zhàn)略合作開(kāi)發(fā)基于MagusCore的移動(dòng)多媒體數(shù)字電視方案。北京華旗CTO范為表示：“聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目主要進(jìn)行核心芯片、移動(dòng)多媒體實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、軟硬件協(xié)同移動(dòng)數(shù)字電視多協(xié)議信源解碼軟件包、應(yīng)用軟件包的開(kāi)發(fā)，是應(yīng)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(shè)計(jì)從系統(tǒng)應(yīng)用做起，到完整的嵌入式系統(tǒng)軟件終結(jié)”式的或者。

圖4 基于MagusCore的移動(dòng)電視終端