高清智能電視設(shè)計需求探討
另一方面,對于一個能提供完美使用者體驗、平行視訊串流、應(yīng)用程式執(zhí)行和網(wǎng)路瀏覽的高階平臺,我們則建議至少採用速度為1 GHz或以上的雙核心超純量處理器。此處理器應(yīng)包含一個執(zhí)行速度為處理器時脈速度一半的FPU、32KB L1指令和資料快取、以及64 entry TLB。同時,每個CPU應(yīng)要有256KB L2快取 (也就是說,雙核心SoC需要512KB)。
繪圖 要支援下一代Android智慧型電視,開發(fā)人員必須建置符合OpenGL ES 2.0規(guī)範(fàn)的3D繪圖引擎。OpenGL ES 2.0繪圖引擎必須能提供豐富的3D使用者介面、網(wǎng)際網(wǎng)路瀏覽、Adobe Flash Player 10.x、Flash-based 3D游戲和Alpha混合。
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顯示訊框緩沖器
1080p解析度表示有1,920水平畫素乘以1,080垂直線條,總共有2,073,600個畫素。若每個畫素採用4位元組色深,總計需要在CPU和繪圖引擎緩衝器間共享的記憶體容量為8,294,400位元組,或約8.3MB。
ATSC電視的最大訊框率為60Hz,這表示8.3MB的資料必須在一秒內(nèi)傳送60次到顯示器。對一個32位元寬的記憶體匯流排來說,最佳狀況是每個週期傳送4位元組。
這是訊框緩衝器的傳輸需求。此外,也需要有用來執(zhí)行預(yù)渲染(pre-rendering)、3D材質(zhì)映射等的繪圖引擎記憶體存取。視訊解壓器也要有自己的記憶體空間。
SoC記憶體控制器的設(shè)計也是關(guān)鍵。採用最快的外部DRAM,可確保終端產(chǎn)品能提供高品質(zhì)的使用者體驗。這聽起來可能有點超過,但是,除了產(chǎn)生現(xiàn)場/錄影的視訊串流,下一代智慧型電視會高度依賴瀏覽器功能,發(fā)揮3D繪圖控制器的最大優(yōu)勢以快速執(zhí)行頁面內(nèi)容。若要有流暢的使用者體驗,訊框緩衝器必須儘可能的大,同時記憶體控制器也必須儘可能支援最快的傳輸率。
目前,任何來自網(wǎng)際網(wǎng)路的視訊內(nèi)容來源都是採用Adobe Flash Player。存取透過瀏覽器來的Flash-based內(nèi)容,將會進一步增加繪圖子系統(tǒng)訊框緩衝器和記憶體控制器的工作負(fù)載。
根據(jù)這些軟體需求,針對OpenGL ES 2.0繪圖引擎所建議的最小效能為每秒大于250 百萬畫素,以及每秒大于10M個叁角形。
編解碼器 顯示視訊內(nèi)容的新一代裝置都會採用專屬的硬體解碼器,來處理1080p HD內(nèi)容。在主應(yīng)用處理器上執(zhí)行軟體編解碼器,只適用于極小的螢?zāi)怀叽?。這類以軟體為基礎(chǔ)的解碼,可能無法充分發(fā)揮主應(yīng)用處理器的效能,并有可能影響到諸如處理網(wǎng)路連接性等其他需求。與機上盒和DTV平臺一樣,建議採用專屬硬體來建置所需的編解碼器。
下一代智慧型電視需要多種編解碼器,而不同的電視標(biāo)準(zhǔn),如ATSC、DVB等,都會有各自不同的需求。編解碼器需要能提供與PC相同的網(wǎng)際網(wǎng)路瀏覽體驗。SoC製造商必須決定要用硬體或軟體來建置這些編解碼器。如果有些編解碼器是建置在軟體中,那就必須有足夠的運算能力,以滿足不同標(biāo)準(zhǔn)組織制定的最低效能水準(zhǔn)。
記憶體(DRAM和快閃記憶體) 由于需要處理多重視訊串流和應(yīng)用程式同步執(zhí)行/網(wǎng)路瀏覽,我們建議,針對入門級系統(tǒng),至少要用1GB的DDR2/3記憶體;而高階系統(tǒng),設(shè)計人員應(yīng)該至少考慮用兩倍的記憶體容量,即2GB。
此外,系統(tǒng)也需要採用快閃記憶體,以供儲存非揮發(fā)性程式碼程存和現(xiàn)場更新之用。針對入門級系統(tǒng),我們建議至少要配置256MB,而高階系統(tǒng)需512MB。同時也要輔助儲存用的外部USB埠,讓使用者可自行載入內(nèi)容。
外部記憶體介面是限制效能的最重要因素。在一個CPU、繪圖處理器、壓縮/解壓縮引擎都共享相同記憶體的系統(tǒng)中,記憶體介面必須儘可能採取最快、最寬的吞吐量設(shè)計。
因為繪圖效能至關(guān)重要,因此SoC和系統(tǒng)設(shè)計人員應(yīng)詳細檢查繪圖引擎供應(yīng)商提供的記憶體和系統(tǒng)匯流排需求規(guī)格。
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本文小結(jié)
正如Android行動電話一樣,我們期望看到Android智慧型電視從2011年起就會有爆炸性的成長。
在設(shè)計這些平臺時,選擇可針對Android進行最佳化的CPU架構(gòu)非常重要,同時也能最佳化所有軟體堆疊所需的元件,以取得峰值效能。當(dāng)然,開發(fā)工具和相關(guān)軟體庫也是關(guān)鍵。
謹(jǐn)慎考慮本文中提出的需求建議,將能設(shè)計出可確保優(yōu)異智慧型電視體驗的高效能SoC。
圖1:現(xiàn)今智慧型電視的硬體需求。
圖2:傳統(tǒng)數(shù)位視訊的運作環(huán)境。
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