通過(guò)正確選擇處理器開(kāi)始多媒體PMP的需求之旅
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硬件平臺的選擇
對PMP硬件平臺的兩個(gè)通用選擇是一個(gè)微控制器（MCU）加一個(gè)數字信號處理器（DSP），或者一個(gè)帶有硬件加速器的MCU。相對于單芯片結構，這些兩芯片的解決方案會(huì )占用更多電路板空間和增加系統成本。
另一種選擇是片上系統（SoC）方案，在單個(gè)封裝上集成了MCU核和DSP核。通常來(lái)講，SoC會(huì )比MCU+DSP和MCU+硬件加速器的結構占用更少的電路板空間。因為MCU和DSP執行不同的任務(wù)，兩個(gè)開(kāi)發(fā)工具集和兩組執行代碼仍然是必要的。復雜的數據交換和程序進(jìn)程協(xié)作仍發(fā)生在該MCU和DSP之間。即使使用這種單芯片SoC方案，系統級的復雜性仍是開(kāi)發(fā)工程師和支持工程師不得不考慮的因素。
一種替代方案是融合MCU和DSP能力的“會(huì )聚”處理器。一個(gè)真正的會(huì )聚處理器應該在實(shí)時(shí)多媒體數據流的計算和面向控制的任務(wù)上進(jìn)行優(yōu)化。ADI公司的高性能Blackfin處理器家族體現了這種會(huì )聚設計。Blackfin是一個(gè)在單核結構上提供MCU和數字信號處理功能的定點(diǎn)處理器，允許在控制和信號處理上靈活劃分任務(wù)。覆蓋整個(gè)Blackfin陣容的相同的開(kāi)發(fā)環(huán)境，使得開(kāi)發(fā)和調試具有不同特征組合的PMP更快速和更便宜。
支持內容：格式和性能
像音頻一樣，視頻內容也是來(lái)自互聯(lián)網(wǎng)上下載的無(wú)限制和優(yōu)質(zhì)內容。很多不同的媒體標準、不同版本和不同視頻格式同樣存在。所以當PMP終端支持不同媒體格式和其他如Wi-Fi、移動(dòng)電視和游戲的附加值的功能時(shí)，潛在內容全面擴展。轉碼是另一個(gè)有用的屬性，而且是必要的，這樣下載的視頻可以不用在PC機上轉碼而直接轉換為在PMP上可觀(guān)看的格式。
然而，與MPEG-2/4比較，如RMVB、Flash、H.264和AVS的算法的其他算法更復雜和消耗更多的處理器性能。
現有的商業(yè)可用的SOC解決方案具備有限的處理能力（MCU操作在100MHz左右，DSP不超過(guò)150MHz）。當復雜算法和功能超出了現選SOC的能力時(shí)，轉移到不同的處理器上是唯一可行的選擇。
對MCU+硬件加速器解決方案來(lái)說(shuō)，系統性能主要決定于硬件加速器的能力上。而且硬件加速器的開(kāi)發(fā)難于和不斷變換的媒體格式保持同步。
工作頻率高達600 MHz (1.2GMMACS)，Blackfin的會(huì )聚處理結構提供了處理復雜算法和功能的充裕運算性能。因為Blackfin同時(shí)帶來(lái)了實(shí)時(shí)信號處理和高清晰視頻編解碼、多種音頻和視頻格式和豐富的外設。開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)簡(jiǎn)單修改軟件實(shí)現支持不同媒體格式和功能的PMP設計。由于Blackfin支持軟件可編程,開(kāi)發(fā)者同樣可以融入更新的媒體格式和標準。
因為社會(huì )網(wǎng)絡(luò )變得更加流行，消費者想分享他們PMP上的音頻和視頻。（當然，需要遵循版權和許可）除了它的媒體處理能力，Blackfin提供足夠的性能以融入一個(gè)處理Wi-Fi互聯(lián)和Internet用戶(hù)接口的無(wú)線(xiàn)協(xié)議棧和外設。
便攜性：尺寸和功耗管理
外形因素和功率消耗帶給開(kāi)發(fā)者在多媒體播放器上的限制會(huì )比MP3音頻播放器和手機更加嚴格。
外設集成是Blackfin處理器的一個(gè)強勁的功能表現。通過(guò)提供帶有工業(yè)標準接口的高性能內核，Blackfin節省了電路板空間，將昂貴的外部組件減到最少。開(kāi)發(fā)成為流水線(xiàn)，因為開(kāi)發(fā)人員不用花費任何時(shí)間在集成包括USB2.0高速OTG控制器、NAND閃存控制器、UART、SPI、串口、DMA主接口和并行外設接口上。
功耗是個(gè)在PMP設計中的門(mén)檻。因為多媒體特征和網(wǎng)絡(luò )連接需要消耗更多功率，同時(shí)消費者希望更長(cháng)的播放時(shí)間和更小的產(chǎn)品體積和質(zhì)量。為了延長(cháng)電池壽命和降低功率消耗，通常芯片廠(chǎng)商會(huì )降低處理器的內核頻率以匹配該數據流處理要求。由于不斷增加的PMP功能造成對處理性能進(jìn)而對電源更大且變化的需求，靜態(tài)的電源管理相對變得不足。毫瓦(mW)每兆赫茲(MHz)的優(yōu)化對更長(cháng)的待機和播放時(shí)間是必須的。
Blackfin采用動(dòng)態(tài)電源管理來(lái)調整核心頻率和電壓，從而在更低功耗下優(yōu)化性能。Blackfin可以在五種功耗模式下工作—全速、活動(dòng)、睡眠、深度睡眠和冬眠—每種都提供不同的功耗/性能表現。每種模式下，一個(gè)內部的調節器為達到功耗最小化智能管理電壓。該電源消耗和性能比可以達到250MHz 核心電壓下的0.16mW/MHz。
安全：一個(gè)都關(guān)注的話(huà)題
安全性已經(jīng)成為業(yè)界的焦點(diǎn)，因為PMP的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)、千兆字節存儲以及便攜性在不斷增長(cháng)。解決方案提供者和制造商想保護他們自己的如驅動(dòng)、操作系統和用戶(hù)接口等的知識產(chǎn)權。內容提供商可能拒絕許可他們的媒體內容，除非其數字權利管理（DRM）是安全的。個(gè)人數據保護和設備認證也加入考慮之列，因為社會(huì )網(wǎng)絡(luò )已演進(jìn)為包含視頻共享和電子商務(wù)。
盡管有很多數據安全方法，一個(gè)共同的特點(diǎn)是安全設計經(jīng)常是在設計后期。兩個(gè)流行的方法是軟件加密或打包。這種僅基于軟件的方法可能基于操作系統對安全和非安全環(huán)境的隔離。軟件和硬件攻擊、采用硬件仿真器或者軟件注入，可以輕易得擊敗上述手段。一個(gè)保護DRM密鑰的方法是使用軟件來(lái)隱藏私密資源，但這也會(huì )通過(guò)存儲器分析而使其失效。
在可信任模塊中插入的組合密碼是另一種經(jīng)常使用的數據安全技術(shù)。然而，黑客仍然可以通過(guò)監測總線(xiàn)和數據移出可信任模塊時(shí)，或者數據從可信任模塊讀出或寫(xiě)入時(shí)啟動(dòng)軟件攻擊來(lái)獲取私密資源。
通過(guò)在開(kāi)始時(shí)就進(jìn)行安全性設計，可以得到更強大的保護，同時(shí)使用硬件和軟件來(lái)保證包括密鑰、代碼和數據等安全資源的保密性和完整性。通過(guò)Blackfin的Lockbox安全技術(shù)，解決方案開(kāi)發(fā)者也可以選擇采用標準算法來(lái)認證數字簽名和使用一個(gè)安全的運行代碼和保護資源的處理環(huán)境。對安全區域的進(jìn)入由硬件監控。
而且，借助Lockbox安全技術(shù)，開(kāi)發(fā)者可以在每個(gè)Blackfin處理器上使用獨一的芯片ID來(lái)獨一無(wú)二地鑒別每一個(gè)設備。這個(gè)獨一的芯片ID可以和可信任的DRM代理商一起使用，來(lái)實(shí)施權利繼續或撤銷(xiāo)。另一個(gè)可能是當安全性受威脅時(shí)使用芯片ID將OEM設備拉入黑名單。這個(gè)獨一無(wú)二的芯片ID同樣可以用于綁定一個(gè)處理器到一個(gè)特定的啟動(dòng)代碼上從而防止設備被克隆。
成本：物料消耗和開(kāi)發(fā)
如果PMP繼續追隨其它消費類(lèi)電子產(chǎn)品的趨勢，在未來(lái)幾年里他們將在更低的價(jià)格上實(shí)現更多的特征。結果開(kāi)發(fā)者和制造商會(huì )更加關(guān)注成本和上市時(shí)間。
處理器本身不是成本的最大貢獻者，必需的軟件開(kāi)發(fā)也有相當的影響—可以通過(guò)開(kāi)發(fā)工具的使用、參考設計和第三方軟件降低成本。越來(lái)越短的PMP產(chǎn)品生命周期同樣意味著(zhù)對解決方案開(kāi)發(fā)者壓縮研發(fā)周期?？梢酝ㄟ^(guò)處理器集成的外設和開(kāi)發(fā)支持加速研發(fā)。
在這種雙芯片處理器平臺上(MCU + DSP 或 MCU + 硬件加速器)和經(jīng)典的片上系統（SOC）平臺上，MCU 和 DSP的功能仍然通過(guò)單獨的工具鏈和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境來(lái)區分。Blackfin，作為一會(huì )聚處理器，提供了在單處理器和統一的工具鏈上工作的方式。
而且，軟件編程性能和外設集成使得不用增加任何物料成本就能增加新的功能。產(chǎn)品和特征差異化更加快了，因為開(kāi)發(fā)人員可以把精力集中在他們的應用軟件上，同時(shí)還可以利用由ADI開(kāi)發(fā)的高度優(yōu)化的音頻和視頻算法和第三方提供的軟件模塊和參考設計。
本文小結
帶視頻的多媒體處理器提升了PMP的設計需求，增加了對多格式媒體支持、高性能、功耗管理和安全的要求。對超越只支持音頻的MP3播放器的方案開(kāi)發(fā)者和制造商來(lái)說(shuō)，把握市場(chǎng)需求可以從選擇一個(gè)合適的處理器開(kāi)始。
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