Android 多媒體系統集成的復雜性

　　ARM多媒體技術(shù)

　　如上所述，Android多媒體子系統開(kāi)發(fā)過(guò)程中遇到的基本問(wèn)題是，從多個(gè)供應商采購組件和解決方案(無(wú)論是包含內部開(kāi)發(fā)的部件還是由諸如半導體供應商之類(lèi)的外部公司提供)，這意味著(zhù)將對產(chǎn)品質(zhì)量和/或開(kāi)發(fā)進(jìn)度產(chǎn)生影響。而可以向OEM、系統集成商和硅片供應商提供顯著(zhù)幫助的解決方案即為ARM的預集成多媒體堆棧。自開(kāi)發(fā)首款移動(dòng)電話(huà)以來(lái)，ARM一直致力于與其合作伙伴合作，一同開(kāi)發(fā)可以在固定功耗預算范圍內、持續擴展移動(dòng)設備功能的技術(shù)。因此，ARM在多媒體IP以及處理因集成高度復雜的視頻和圖形技術(shù)而產(chǎn)生的系統級問(wèn)題方面具有豐富的經(jīng)驗。ARM產(chǎn)品的核心在于，可以在圖形、視頻和顯示處理器內核、系統級SoC優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域提供廣泛的多媒體技術(shù)組合。

　　●ARM Mali GPU系列是指一系列廣泛的產(chǎn)品，可以進(jìn)行擴展以便為移動(dòng)細分市場(chǎng)內外的各類(lèi)設備提供豐富的消費者體驗，適合高端和主流市場(chǎng)，包括：

　　ARM Mali-T820：提供多功能和效率的最佳組合，可以向下一代主流移動(dòng)設備交付豐富的用戶(hù)界面和卓越的內容，并采用盡可能小的硅片面積維持最佳性能的ARM特色產(chǎn)品;

　　ARM Mali-T830：其每個(gè)著(zhù)色器內核的計算能力高于Mali-T820，能夠為主流移動(dòng)設備的消費者帶來(lái)諸如高級3D游戲等更復雜的內容;

　　ARM Mali-T860：可從一個(gè)內核擴展至十六個(gè)內核，經(jīng)過(guò)優(yōu)化，能夠為高端移動(dòng)設備市場(chǎng)帶來(lái)具備卓越性能效率的復雜圖形和計算內容;

　　全新Mali-T880，旨在為溫度受限的移動(dòng)和消費者平臺帶來(lái)高端復雜的用例，能效較之前一代提高了40%.附加的算術(shù)能力和可擴展性支持可支持類(lèi)似游戲機的高級游戲體驗。

　　Mali-T860和Mali-T880均本地支持10位YUV，為最佳4K內容提供令人驚嘆的視覺(jué)表現，并且與Mali-V550視頻處理器和Mali-DP550顯示處理器的配置相得益彰。

　　●ARM Mali-V550視頻處理器是下一代低帶寬、多核、多重編解碼的編碼器/解碼器，提供IP業(yè)界首個(gè)適用于HEVC(高效率視頻編碼)編解碼器(包含8位和10位HEVC解碼和8位HEVC編碼)的單核視頻編碼/解碼解決方案。它可以在單核上集成編碼和解碼功能，并且能夠在多個(gè)編解碼器上最大程度地重復使用，確保設備交付高級別的硅晶片面積效率。

　　●ARM Mali-DP550顯示處理器是最新一代的ARM顯示技術(shù)，其增強功能可以將合成、縮放、旋轉以及圖像后處理等任務(wù)從GPU或CPU卸載到專(zhuān)用處理器，省去了寫(xiě)出到內存的必要，進(jìn)而節省功率。該設備的硅片面積非常小、能耗低，額外支持多達七層的合成，同時(shí)還集成了ARM的節能技術(shù)。

　　系統級優(yōu)化技術(shù)

　　與此同時(shí)，有數項系統級優(yōu)化技術(shù)可供系統集成商使用，并且能夠為ARM的多媒體處理器組合提供補充。這些技術(shù)包括ARM幀緩沖壓縮(ARM Frame Buffer Compression， AFBC)、智能消除(Transaction Elimination)、智能合成(Smart Composition)以及動(dòng)作搜索消除技術(shù)(Motion Search Elimination)。

　　●ARM幀緩沖壓縮(AFBC)是一項無(wú)損圖像壓縮協(xié)議和格式，可以解決在移動(dòng)設備的散熱限制內，構建愈加復雜的設計時(shí)所面臨的困難?；旧?，它最大限度地減少了SoC內不同IP塊之間的數據傳輸量，并且可以降低在整個(gè)系統內傳輸空間協(xié)調圖像數據所產(chǎn)生的整體系統級帶寬和電力成本。其無(wú)損壓縮率在業(yè)界處于領(lǐng)先地位，典型情況下可高出50%，而算上限制性的最壞情況比率，通常情況下高出80%.AFBC提供低至4x4塊級別的細粒度隨機訪(fǎng)問(wèn)，該隨機訪(fǎng)問(wèn)支持在SoC設計內的其他IP塊中應用AFBC.在Android多媒體系統環(huán)境中，AFBC通過(guò)集成至顯示、視頻和GPU驅動(dòng)程序的私有接口在A(yíng)RM Gralloc驅動(dòng)程序中啟用。

　　AFBC可用于所有ARM Mali視頻處理器、顯示處理器、以及Mali-T760及更高版本的圖形處理器，并且還作為可授權的單獨IP塊與SoC中的其他多媒體塊一同使用。

　　●智能消除(TE)是ARM Mali GPU架構一項重要的帶寬節約功能，可在SoC系統級別上顯著(zhù)節省能源。在執行TE時(shí)，GPU將當前幀緩沖與之前渲染的幀相比較，僅對改動(dòng)過(guò)的部分進(jìn)行局部更新，因而大大減少了每一幀需要傳輸到外部?jì)却娴臄祿?。這一比較是在每區塊基礎上執行的，運用循環(huán)冗余檢查(CRC)簽名來(lái)判斷區塊的改動(dòng)情況。CRC簽名一致的區塊完全相同，因此消除它們對生成的圖像沒(méi)有任何影響。無(wú)論幀緩沖的精度要求是什么，TE都可以供各應用程序用于GPU支持的所有幀緩沖格式。TE是一項非常有效的技術(shù)，即便對于“第一人稱(chēng)射擊游戲”而言也是如此。然而，由于在用戶(hù)界面和休閑游戲等許多其他常用圖形應用程序中，兩個(gè)連續幀之間的幀緩沖大部分保持不變，因此TE帶來(lái)的幀緩沖帶寬節約最高可達99%.和Android多媒體系統集成中的AFBC一樣，“智能消除”可通過(guò)ARM Gralloc驅動(dòng)程序啟用，并且與GPU驅動(dòng)程序集成。

　　●智能合成(SC)是另一項旨在降低帶寬的技術(shù)，同時(shí)可以在幀合成期間讀入紋理。該技術(shù)可以將標準Android用戶(hù)界面紋理讀取帶寬降低50%以上。通過(guò)在最后幀合成之前分析幀，SC將確定是否存在要渲染幀的給定部分原因，或者它是否可以重復使用之前渲染和合成的部分。如果可以重復使用這一部分的幀，則無(wú)需重新從內存中讀取并重新進(jìn)行合成，因此將節約更多讀取帶寬和計算量。在A(yíng)ndroid多媒體系統環(huán)境中，“智能合成”將顯示為EGL擴展(EGL_KHR_partial_update)，供Android內的‘SurfaceFlinger’和‘HWUI’組件使用(見(jiàn)圖2)。