各種PMP解決方案的比較及技術(shù)趨勢前瞻

摘要：PMP是目前半導(dǎo)體供應(yīng)商討論極熱烈的一個話題，然而對這種新興設(shè)備的市場前景，業(yè)界可謂眾說紛紜。本文引用了領(lǐng)先IC廠商的觀點，以供大家參考。針對層出不窮的PMP處理器和解決方案，本文從處理能力、支持的視頻格式、功耗等多方面進行了比較。最后，本文探討了PMP的未來技術(shù)發(fā)展趨勢以及面臨的障礙。 

便攜式媒體播放器(PMP)是日前被討論最多的一個話題。從來還沒有一種產(chǎn)品像PMP這樣，在市場剛萌芽時就已經(jīng)成為各大半導(dǎo)體供應(yīng)商火拼的戰(zhàn)場。從目前面市的PMP播放器來看，其炫目的功能和高昂的價格同樣都令消費者咂舌。 

PMP的市場前景是否如廠商們所希望的那樣一片光明呢？對其最大的威脅來自下一代手機。手機正在把原本屬于其他便攜設(shè)備的功能集成到其中，從而壓縮了其他設(shè)備的市場空間。PDA就是一個典型的受害者。據(jù)市場分析公司In-Stat/MDR的數(shù)據(jù)，2004年全球PDA的出貨量只有870萬部，甚至低于2003年的1000萬部。該公司還預(yù)測，隨著用戶轉(zhuǎn)向智能電話，未來幾年P(guān)DA市場將繼續(xù)負增長。PDA的前車之鑒使人們有理由對誕生在手機大集成陰影之下的PMP的前景產(chǎn)生懷疑。 

PMP會成為一種成功的產(chǎn)品嗎？支持者似乎更愿意拿MP3來做類比。“今天的手機提供了MP3播放功能，但iPOD仍然是最熱賣的產(chǎn)品，所以手機不可能取代所有設(shè)備?！盩I便攜式音頻和信息娛樂業(yè)務(wù)市場經(jīng)理Guillaume Coffinier表示，“手機必須提供更大的存儲量、更大的顯示屏和更好的視頻性能，才能在PMP的市場空間進行競爭?！?nbsp;

英特爾蜂窩和手持產(chǎn)品部市場經(jīng)理Jonathan Zapp也表示：“PMP將更類似于便攜式數(shù)字音樂播放器和個人視頻錄像機(PVR)的發(fā)展路線。我們看到手機正在以驚人的速度集成視頻、成像等功能，但外形尺寸(屏幕大小)、成本(硬盤和更大的LCD屏)以及電池工作時間等問題將使人們需要一個獨立的PMP設(shè)備。” 

飛思卡爾半導(dǎo)體亞太區(qū)無線及移動系統(tǒng)部市埸經(jīng)理陳偉志對此表示認同：“同時接聽電話和看電影的愿望使消費者希望保持PMP和手機為獨立的產(chǎn)品?！?nbsp;

總的來看，上述因素是PMP無法被手機替代的理由。In-Stat/MDR高級分析師Cindy McCurley預(yù)測，在未來四年全球?qū)⒏哆\760萬部PMP，到2008年的復(fù)合年增長率接近180%。 

PMP解決方案 

目前，推出PMP處理器和解決方案的半導(dǎo)體供應(yīng)商多達十幾家，包括來自PC陣營的英特爾、AMD,來自手機陣營的TI、 Freescale、ADI、飛利浦等，來自視頻處理領(lǐng)域的SigmaDesigns、意法半導(dǎo)體(ST)，來自嵌入式領(lǐng)域的夏普，以及一些試圖抓住 PMP機遇的臺灣和大陸IC公司，如凌陽(Sunplus)、深圳安凱等。這些廠商提供的處理器因為源自不同的架構(gòu)，所以在性能、接口、功耗等方面差異很大。在選擇方案時，設(shè)計師應(yīng)該從以下幾個方面來進行比較。 

1.處理能力和支持的視頻格式。在眾多解決方案中，英特爾和AMD提供的是通用處理器，例如英特爾的PXA255早就被 iRiver、三星等公司用于便攜式媒體中心(PMC)產(chǎn)品中。目前，英特爾為PMP提供基于PXA270的開發(fā)平臺，這種Xscale架構(gòu)的嵌入式處理器性能強大，最高主頻達到624MHz。而為了不甘落后，AMD推出了專門為PMP設(shè)計的處理器AU1200，主頻達到500MHz。作為通用CPU，這兩種器件支持豐富的音視頻格式，包括MPEG-1，MPEG2、MPEG4、WMV9、DivX，XVID，MP3, WMA, WAV, ASF, AVI,JPEG等。由于依賴軟件解碼，所以它們的優(yōu)點是擴展性強，允許設(shè)計者根據(jù)需要增加軟件編解碼器，但缺點是會導(dǎo)致較大的功耗。 

基于DSP的解決方案包括TI的DM270/DM320、飛利浦的PNX0190和ADI的Blackfin系列(其中BF531用于低端PMP， BF533用于中端PMP，BF561用于高端PMP)?！安贿^，這樣的方案仍然需要一個MCU(ARM7或ARM9)來處理系統(tǒng)的通用功能，如操作系統(tǒng)和用戶接口等?！盩I表示。音視頻解碼是DSP的專長，例如TI的參考設(shè)計能夠以30幀/秒的速率解碼半D1分辨率的WMV9和CIP分辨率的H.264 視頻，并能夠以30fps的速率編碼全D1分辨率的MPEG-4視頻。除了MPEG-4 SP/ASP、MPEG-2、MPEG-1、DivX、WMV9和JPEG等格式外，ADI表示，基于DSP的解決方案能夠支持更高復(fù)雜度的視頻編解碼器，如H.264。而且，基于DSP的PMP也能夠通過軟件升級來支持新的編解碼器。 

基于DSP與X86的PMP方案，其音視頻的編解碼工作是由軟件實現(xiàn)，而基于MCU的方案是由硬件實現(xiàn)音視頻的編解碼，例如： Freescale的i.MX31和i.MX31L處理器基于ARM11,集成了多媒體加速器eMMA；安凱的AK3220M芯片內(nèi)部集成了專用于視頻的硬件解碼器和用于音頻的音頻處理器。由于是基于硬件解碼，所以這類方案支持的音視頻格式種類受到限制，例如Freescale支持MPEG4、H.263 的編解碼，但不支持MPEG-2。類似地，夏普的方案是基于ARM9的單顆32位MCU，由于是瞄準(zhǔn)低端PMP的方案，支持的媒體格式也較少，不過，該公司計劃很快推出瞄準(zhǔn)高端PMP的雙ARM核器件。 

事實上，由于視頻格式種類繁多，任何一種方案都不可能支持所有格式，例如對于互聯(lián)網(wǎng)上流行的RM、RMVB格式，大部分方案都不能支持。對于不支持的格式，現(xiàn)在的解決方法是先在PC上進行轉(zhuǎn)碼，然后再在PMP上播放。某些PMP也自帶了格式轉(zhuǎn)換的軟件。 

2.功耗。對于手機，如何延長待機時間是電源管理的核心問題；而PMP是一種個人娛樂產(chǎn)品，不存在待機的問題，所以，電源管理的核心問題就在于如何降低產(chǎn)品在運行時的功耗。這正是PMP與手機在電源管理方面的顯著差別。為了延長工作時間，設(shè)計者必須盡可能選擇功耗小的方案。目前，對PMP的最基本要求是視頻播放時間達到3-4小時，音頻播放時間在10小時以上。通常來說，更依靠軟件編解碼的方案將具有更高的功耗，例如英特爾和AMD的方案；而依靠硬件進行編解碼的方案更省電，如Freescale的方案；DSP+ARM方案的功耗介于兩者之間。AMD的AU2000 針對PMP進行了專門優(yōu)化，可以支持更長的電池使用壽命。

“基于AMD芯片的PMP可以連續(xù)播放5-6小時的視頻(1900mAh電池)，或者12小時的音頻?！眮営嵖萍?AMD的代理商)的資深技術(shù)工程師毛文華表示。Intel的PXA270則集成了SpeedStep節(jié)電技術(shù)，可以在26MHz- 624MHz之間自由調(diào)節(jié)PXA270的主頻。不過，“視頻處理對通用嵌入式CPU來說是非常耗電的任務(wù)?！憋w利浦半導(dǎo)體的便攜視頻產(chǎn)品行銷經(jīng)理Dirk JanRiezebos表示，“DSP提供了高度的并行機制，包括強大的多媒體和浮點指令，因此能夠在更低的時鐘頻率和電壓下執(zhí)行復(fù)雜的多媒體算法，從而降低了整體功耗?！?nbsp;

3.軟件和操作系統(tǒng)(OS)支持?！皩τ陂_發(fā)PMP的消費電子制造商來說，軟件實際上是最大的挑戰(zhàn)?！庇⑻貭柋硎尽＼浖_發(fā)是PMP研發(fā)中的重頭戲，如果能縮短軟件開發(fā)時間，就可以加快產(chǎn)品的上市時間。對于不同架構(gòu)的硬件，軟件開發(fā)的難易程度也有區(qū)別。 

對基于X86指令的PXA270處理器，編程比較容易?！拔覀兊膬?yōu)勢是每一代產(chǎn)品之間的兼容性，這允許只編寫一次應(yīng)用程序，就可以在后續(xù)的產(chǎn)品開發(fā)中使用它們，從而節(jié)省了開發(fā)時間?！庇⑻貭柕腪app表示。DSP的算法最復(fù)雜，需要耗費大量的編程時間，所以供應(yīng)商往往會提供完整的軟件解決方案，例如 TI與Ingenient合作提供了編解碼算法和軟件，飛利浦也提供了Nexperia開發(fā)套件和媒體軟件套件。 

另一方面，“基于MCU的解決方案提供了比DSP解決方案更容易的可編程性。”Freescale的陳偉志表示。 

比較特別地，AMD的AU1200是基于MIPS內(nèi)核。亞訊的毛文華將之與流行的ARM內(nèi)核進行了比較?！癕IPS的運算速度是ARM9的1.7倍，但MIPS的軟件開發(fā)環(huán)境比ARM9難得多。大部分嵌入式系統(tǒng)工程師對ARM9很熟，而對MIPS不熟?！彼f。 

在OS方面，大多數(shù)PMP使用某種OS，如Linux、微軟PMC或其他OS，有些則不使用任何OS。Freescale認為，PMP定位為數(shù)字消費產(chǎn)品，只要它是用戶友好的，并不一定要運行任何OS。英特爾支持WinCE5.0和微軟 PMC。“此外，一些OEM想開發(fā)基于Linux的解決方案，英特爾也同樣支持?！?nbsp;Zapp表示，并補充道，Linux是免費的，但其實需要更多的開發(fā)工作才能使基于Linux的解決方案可以運行。與之類似，AMD和TI也支持 Windows和Linux OS。飛利浦和安凱等其他廠商則可提供占用內(nèi)存空間非常小的免費實時OS。除了OS，PMP還需要中間件(如媒體播放器)、編解碼器和應(yīng)用程序。目前，各家廠商及其第三方可以為OEM提供完整的軟件解決方案，包括板上支持包 (BSP)、開發(fā)平臺、設(shè)備驅(qū)動程序和應(yīng)用開發(fā)工具等，用戶只需要定制圖形用戶界面(GUI)就可以了。 

4.外部接口。豐富的接口使開發(fā)商可以擴展功能或在確定外圍器件時有更多的選擇。PMP處理器的外圍接口主要包括存儲器接口、USB接口、存儲卡接口、攝像頭接口、硬盤接口、顯示接口等?，F(xiàn)有的方案都支持SDRAM，不過只有AMD、英特爾和飛利浦還能同時支持 DDR存儲器，這有利于實現(xiàn)更快的編解碼速率。在USB方面，除了一些低端方案只支持USB1.1，主流的方案都支持USB2.0。USB1.1的傳輸速度為12Mbps，而USB2.0的傳輸速度為480Mbps，是前者的40倍。此外，F(xiàn)reescale的i.MX31、飛利浦的PNX0190以及英特爾的PXA270還提供了USB OTG接口，以便直接與其他便攜設(shè)備相連。為了給客戶提供選擇權(quán)，大多數(shù)方案至少支持兩種存儲卡格式，如MMC/SD或SD/CF等。 

下一代PMP前瞻 

視頻/音頻播放是PMP的核心功能，而在此基礎(chǔ)之上，PMP可以擴展諸如視頻錄制、攝像/照相、數(shù)碼相冊、收音機、電子書、游戲、上網(wǎng)等豐富的功能，成為一種個人信息和娛樂的便攜式設(shè)備。關(guān)于PMP的未來發(fā)展趨勢，主要有以下幾個方面： 

1.增加視頻編碼功能，可拍照或錄制TV節(jié)目。與手機一樣，照相功能將成為未來PMP的標(biāo)準(zhǔn)配置，這要求硬件增加編碼功能。增加編碼器后，DVD信號、TV節(jié)目也可以存儲在PMP上。目前，TI的方案可以通過軟件來完成編碼任務(wù)，而其他公司的方案需要使用外部編碼芯片。 

2.增加聯(lián)網(wǎng)功能。ADI表示，客戶將在下一代產(chǎn)品中考慮以太網(wǎng)和Wi-Fi連接。TI認為，瞄準(zhǔn)家庭娛樂市場的PMP將集成Wi-Fi或UWB連接，而瞄準(zhǔn)的PMP將嵌入數(shù)字廣播接收器。Wi-Fi將使PMP可以在家中或熱點區(qū)域訪問在線視頻服務(wù)，如互聯(lián)網(wǎng)電視/廣播等。 

3.增加移動TV功能。下一代PMP還可能增加移動TV功能?！癙MP市場的關(guān)鍵因素之一是內(nèi)容，而電視廣播是一種渠道?！?nbsp;Freescale的陳偉志表示。候選的實現(xiàn)技術(shù)包括DVB-H和T-DMB等。 

4.由標(biāo)清(SD)向高清(HD)顯示發(fā)展?！癙MP的趨勢之一是從SD轉(zhuǎn)向HD，因為越來越多的人將擁有HDTV(PMP可以與之連接)，而且HD視頻內(nèi)容將在家庭中變得普及?！憋w利浦表示。 

5.3.5寸和4寸屏成為主流。目前，PMP采用的顯示屏從2.5寸到7寸的都有，出于便攜性、成本和功耗等方面的考慮， 3.5英寸屏是現(xiàn)時的主流。不過大多數(shù)電影的顯示寬高比都是16：9，在4：3的3.5英寸屏上觀看的效果不盡如人意。值得關(guān)注的是，三星最近推出了 16：9的4英寸顯示屏?！?.5英寸屏的可視面積只有4英寸屏的2/3，所以未來4英寸屏將更具有優(yōu)勢?！眮営嵉拿娜A表示。 

6.現(xiàn)在，主流的PMP產(chǎn)品均是采用硬盤作為主要的存儲器，優(yōu)點在于其存儲容量很大，但硬盤也有缺陷：1、功耗很高；2、成本難以降低；3、抗震性能不強；而其中1和3點正是PMP產(chǎn)品的致命點。所以長期看來，安凱公司認為，隨著Nand閃存的容量不斷增大和成本的不斷下降，主流PMP產(chǎn)品的存儲器采用Nand閃存也將逐漸成為必然。 

PMP面臨的障礙 

主要障礙包括成本、功耗和內(nèi)容。目前，無論是國內(nèi)品牌還是國外品牌的PMP，價格大多在5000元以上，遠高于普通大眾的消費水平。這是制約PMP 市場迅速起飛的最大因素?！癙MP市場將不會像MP3播放器那樣高速增長，”Parks Associates公司的研究分析師Harry Wang表示，“我們預(yù)計未來兩年的需求不溫不火，要到2007年底或2008年初消費者對PMP的興趣才會大漲?！盜ntel認為，為了得到廣泛采用， PMP設(shè)備的價格必須接近199-299美元。亞訊的毛文華持有相同看法：“LCD和硬盤的價格分別下降一半，那么到2008年的時候PMP市場就會起飛。” 

缺乏內(nèi)容是限制PMP市場發(fā)展的另一個因素。英特爾認為，最大的障礙是缺乏合法的和針對PMP優(yōu)化的內(nèi)容。與音頻市場不同，翻錄DVD是不合法的，而DVD是視頻內(nèi)容最合理的來源。藍光和HD-DVD將允許設(shè)備進行可管理的拷貝，這將有助解決這個問題。 

不過，TI表示，隨著數(shù)字廣播等新技術(shù)以及MSN視頻下載或TiVoToGo等服務(wù)的出現(xiàn)，這個障礙將迅速消失，從而使PMP市場迅速增長。 

最后一個問題是連續(xù)使用時間?！坝脩粝ＭM情的欣賞數(shù)字音頻和移動視頻，而不必擔(dān)心電池會很快耗盡?！盕reescale的陳偉志表示。關(guān)于這個問題，業(yè)界仍需繼續(xù)努力降低系統(tǒng)功耗或開發(fā)更大容量的電池，以滿足用戶的要求。