大同時代的便攜產(chǎn)品個性設(shè)計啟示

當(dāng)充斥了國內(nèi)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(dǎo)航和手機電視的時候，“山寨機”和“品牌機”之間的同質(zhì)化現(xiàn)象越來越嚴(yán)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(zhì)競爭導(dǎo)致的慘烈價格戰(zhàn)中。想要邁出低價競爭的泥潭，用技術(shù)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(shè)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(zhì)化的產(chǎn)品迫使企業(yè)在市場上大打價格戰(zhàn)，價格下降又以犧牲品質(zhì)為代價。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。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厘米才能達(dá)到立體聲效果。

TI中國區(qū)高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)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(yīng)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(shè)計上添加一個小型的DSP，從而允許手機在應(yīng)用處理器上釋放MIPS的同時運行復(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110M1PS的miniDSP。

在CODEC中內(nèi)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)鹊取榱藢乖胍簦梢耘浜蟿討B(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(yīng)用是噪音很大的汽車導(dǎo)航，為了導(dǎo)航清晰，設(shè)計人員通常會加大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3～5w，這是便攜設(shè)備負(fù)擔(dān)不起的。

針對功耗問題，可以模仿處理器的功耗設(shè)計采用不同的工作模式，允許設(shè)計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可以將立體聲回放中的任何使用模式下的功耗優(yōu)化為2.4mW，播放100dB信噪比的高保真音樂時功耗為5.1mW。

便攜投影邁步走出概念時代

在提高音頻品質(zhì)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(nèi)最大的手機設(shè)計公司聞泰宣布和臺灣LCD驅(qū)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 WorldCongress 2008上展示的可以集成在各種移動設(shè)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。

其實，已經(jīng)有許多公司早已著手進(jìn)行微型投影機關(guān)鍵芯片的研發(fā)，除了TI和一些LCD驅(qū)動芯片設(shè)計公司外，還有諸如Diin Display，MicroPrecision，Microvision，UpstreamEngineering等專注顯示和光學(xué)技術(shù)的公司也在微型反射鏡片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2008年的天津手機展上，國內(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，推出號稱全球首款投影手機。

在手機投影的數(shù)碼成像處理技術(shù)方面，TI獨立開發(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)，由幾百萬個精微鏡面組成，起到光開關(guān)的作用。每一個鏡面都能前后翻動(開啟或關(guān)閉)，每秒可達(dá)5000次。輸入的影像或圖形信號被轉(zhuǎn)換成數(shù)字代碼，即由0和1組成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。這些代碼再被用來推動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，這些翻動的鏡面就能將一幅數(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(yīng)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(guān)于光學(xué)處理內(nèi)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，突出了其在硅封裝以及像素尺寸縮小方面的技術(shù)進(jìn)步。TI通過硅封裝替代原來的陶瓷封裝降低封裝成本，并通過縮素像元尺寸來降低芯片面積。Yole Developpements采用逆向成本分析，認(rèn)為新的硅封裝技術(shù)將成本降低50％(從原來的約400降至約200美元)。

當(dāng)然TI DLP的優(yōu)勢也正面臨，其他競爭技術(shù)的挑戰(zhàn)，上文提到的CKING投影手機采用的LCoS微顯示器技術(shù)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(shù)，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(shù)的微型彩色投影機。Microvision的目標(biāo)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(nèi)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(biāo)價格低于100美元。

LCoS是一種全新的數(shù)碼成像技術(shù)，其成像方式類似于三片式的LCD液晶技術(shù)，不過采用LCoS技術(shù)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(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還只能算處在起步階段。因為LCoS顯示技術(shù)涉及到多個前沿技術(shù)，主要有VLSI設(shè)計和生產(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ILCoS代表了一種新的顯示技術(shù)發(fā)展方向，即把微光學(xué)機電系統(tǒng)(MOEMS)技術(shù)與固態(tài)照明(LED、HVBLED、或激光二極管)混合集成是實現(xiàn)低成本和緊湊型光學(xué)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2008北京奧運會的推波助瀾下，CMMB手機電視一時風(fēng)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 A11)，通常涵蓋公益性或者廣告內(nèi)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(wù)是收取服務(wù)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(nèi)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(yīng)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(zhuǎn)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SSDl933。SSDl933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。SSDl933的特點是經(jīng)過優(yōu)化的雙核分配構(gòu)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 SSDl933能夠編解碼多種標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號，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SSDl933支持廣泛的視頻格式，包括H.264、MPEG-4、WMV/VC一1、RMVB和高達(dá)D1分辨率H.263。除了雙核部分，MagusCore還包含了一個2D圖形加速器、攝像機界面、24位LCD接口和一個NTSC/PAL解碼器，旨在攝像和播放視頻和照片。

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(shè)計的方案，這是一款采用了532MHz的ARMll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，F(xiàn)reescale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)布了i.MX27，集成了ARM9和H.264、MPEG4硬件編解碼的內(nèi)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(biāo)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(guān)項目主要進(jìn)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(yīng)用軟件包的開發(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)”式的合作。