大同時(shí)代的便攜產(chǎn)品個(gè)性設計啟示

　　當充斥了國內手機市場(chǎng)的所謂“山寨機”走向大屏幕、立體聲功放、觸摸控制，甚至GPS導航和手機電視的時(shí)候，“山寨機”和“品牌機”之間的同質(zhì)化現象越來(lái)越嚴重。手機僅僅是便攜產(chǎn)品市場(chǎng)的一個(gè)縮影，MP3、PMP以及PND等產(chǎn)品市場(chǎng)全部陷入了同質(zhì)競爭導致的慘烈價(jià)格戰中。想要邁出低價(jià)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)品芯片設計公司的采訪(fǎng)中我們也發(fā)現，無(wú)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(chǎng)的一個(gè)普遍現象是同質(zhì)化的產(chǎn)品迫使廠(chǎng)商在市場(chǎng)上大打價(jià)格戰，價(jià)格下降又以犧牲品質(zhì)為代價(jià)。另外，便攜產(chǎn)品正面臨著(zhù)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。

　　當前音樂(lè )手機市場(chǎng)實(shí)現產(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(guò)簡(jiǎn)單添加揚聲器的方法并不能實(shí)現立體聲效果。有些立體聲音樂(lè )手機甚至采用了6聲道喇叭，但并不能達到立體聲效果，這是因為兩個(gè)揚聲器距離比較近，通常兩個(gè)揚聲器間距為30公分才能達到立體聲效果。

　　TI中國區高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)經(jīng)理張洪為解釋說(shuō)， 如果此時(shí)運行一些立體聲均衡的算法就可以輕而易舉的實(shí)現這一效果，但是在應用處理器中運行這種算法會(huì )使得工作量浩大，或需要專(zhuān)人監督該算法。因此可以在音頻CODEC的設計上添加一個(gè)小型的DSP，從而允許手機在應用處理器上釋放MIPS的同時(shí)運行復雜的算法。例如，TI在最新推出的TLV320AIC3x系列的音頻CODEC里集成了一個(gè)110MIPS的miniDSP。

　　在CODEC中內置DSP的優(yōu)勢是可以在DSP的算法中添加一個(gè)完整的算法庫用以?xún)?yōu)化音頻性能，例如回音消除、立體聲均衡器、動(dòng)態(tài)壓縮范圍、低音增強和響度補償等等。為了對抗噪音，可以配合動(dòng)態(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。典型的應用是噪音很大的汽車(chē)導航，為了導航清晰設計人員通常會(huì )加大GPS導航設備的立體聲功率到1W或者2W，有些大尺寸的GPS功率甚至達到了3W～5W，這是便攜設備負擔不起的。

　　針對功耗問(wèn)題，可以模仿處理器的功耗設計采用不同的工作模式，允許設計人員在低功耗和信噪比之間進(jìn)行權衡，例如TI的PowerTune技術(shù)。PowerTune首先通過(guò)處理器預先準確了解需要播放的音頻的信噪比，例如設定立體聲鈴聲的功耗為優(yōu)先，而把播放英語(yǔ)學(xué)習資料設定成最低功耗模式。采用PowerTune技術(shù)的CODECTLV320AIC3254可以將立體聲回訪(fǎng)中的任何使用模式下的功耗優(yōu)化為2.4 mW，播放100dB信噪比的高保真音樂(lè )時(shí)功耗為5.1 mW。

圖1集成miniDSP的低功耗音頻CODEC

便攜投影邁步走出概念時(shí)代

　　在提高音頻品質(zhì)的同時(shí)，業(yè)界也在尋求便攜產(chǎn)品的視覺(jué)突破。11月3日，國內最大的手機設計公司聞泰宣布和臺灣LCD驅動(dòng)芯片廠(chǎng)商奇景合作將在大陸市場(chǎng)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 World Congress 2008上展示的可以集成在各種移動(dòng)設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。

圖2 盛泰推出的CKING投影手機采用紅蝶科技的LCoS投影模塊

　　其實(shí)，已經(jīng)有許多公司早已著(zhù)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驅動(dòng)芯片設計公司外，還有諸如Djin Display，Micro Precision，Microvision，Upstream Engineering等專(zhuān)注顯示和光學(xué)技術(shù)的公司都已經(jīng)在微型反射鏡片MEMS開(kāi)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(kāi)發(fā)出幾毫米厚和幾厘米大小的微型投影組件。而在今年的天津手機展上，國內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(chēng)全球首款的投影手機。

圖3 TI用于便攜式投影儀的DLP芯片

　　在手機投影的數碼成像處理技術(shù)方面，TI獨立開(kāi)發(fā)的DLP（數字光學(xué)處理器）技術(shù)已經(jīng)在投影顯示市場(chǎng)得到了驗證，占據超過(guò)這一市場(chǎng)30%的份額。它的核心是數字微鏡器件（DMD），有幾百萬(wàn)個(gè)精微鏡面組成，起到光開(kāi)關(guān)的作用。每一個(gè)鏡面都能前后翻動(dòng)（開(kāi)啟或關(guān)閉），每秒可達 5000次。輸入的影像或圖形信號被轉換成數字代碼，即由0和1組成的二進(jìn)制數據。這些代碼再被用來(lái)推動(dòng)DMD鏡面。

　　當DMD座板和投影燈、色輪和投影鏡頭協(xié)同工作時(shí)，這些翻動(dòng)的鏡面就能將一幅天衣無(wú)縫的數字圖像反射到電視機屏幕上。一片DMD是由許多個(gè)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點(diǎn)上，每一個(gè)微鏡對應著(zhù)生成圖像的一個(gè)像素，微鏡數量決定了一臺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(gè)關(guān)于光學(xué)處理內核和微型投影儀的市場(chǎng)報告。Chipworks分析了TI的最新DLP器件與前幾代產(chǎn)品的不同，突出了其在晶圓級封裝以及像元尺寸縮小方面的技術(shù)進(jìn)步。TI通過(guò)晶圓級封裝替代原來(lái)的陶瓷封裝降低封裝成本，并通過(guò)縮小像元尺寸來(lái)降低芯片面積。Yole Developpements采用逆向成本分析，認為新的晶圓級封裝技術(shù)將成本降低50％（從原來(lái)的約400降至約200美元）。

　　當然TI的DLP的優(yōu)勢也正面臨他競爭技術(shù)的挑戰，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(kāi)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的目標是在2008年第四季度向市場(chǎng)推出價(jià)格定位400美金的獨立的微型投影機，并在五年內價(jià)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(kāi)發(fā)中，目標價(jià)格低于100美元。

　　LCoS是一種全新的數碼成像技術(shù)，基成像方式類(lèi)似于三片式的LCD液晶技術(shù)，不過(guò)采用LCoS技術(shù)的投影機其光線(xiàn)不是透過(guò)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，其色域范圍要遠遠大于CRT和DLP芯片所能表現的范圍。

　　和技術(shù)相當成熟的DLP相比，LCoS還只能算出在起步階段。因為L(cháng)CoS顯示技術(shù)涉及到多個(gè)前沿技術(shù)，主要有VLSI設計和生產(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LCoS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（MOEMS）技術(shù)與固態(tài)照明（LED、HVBLED、或激光二極管）混合集成是實(shí)現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(dòng)電視市場(chǎng)

　　在08北京奧運會(huì )的推波助瀾下，CMMB手機電視一時(shí)風(fēng)生水起，但是后奧運時(shí)代的手機電視好像失去了發(fā)展動(dòng)力。目前播放的電視節目采用兩種形式，一是沒(méi)有加密的FTA（Free To All）,通常涵蓋公益性或者廣告內容，這對普通消費者的吸引力很低；另一類(lèi)是采用CA加密接收，包括商業(yè)性媒體娛樂(lè )，互動(dòng)媒體播放和專(zhuān)業(yè)的數據廣播等，這類(lèi)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(huì )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(ài)國者這樣的終端商看來(lái)，采用部分內容收費的方式是利大于弊。愛(ài)國者新近推出的Walk TV CMMB數字電視接收終端將CA條件接收、互動(dòng)播放和數據實(shí)時(shí)廣播等功能集于一身。Walk TV的典型應用案例就是利用移動(dòng)數字電視數據廣播將交通信息廣播的語(yǔ)音接收轉變成實(shí)時(shí)的視頻交通信息顯示。

　　讓人略感意外的是，愛(ài)國者的Walk TV采用的處理器沒(méi)有延續之前基于A(yíng)RM的Freescale i.MX平臺，而是采用了晶門(mén)科技（Solomon Systech）的雙核多媒體處理器SSD1933。SSD1933是晶門(mén)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。SSD1933的特點(diǎn)是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的雙核分配構造降低了多媒體加速過(guò)程中的功耗。

　　事實(shí)上，AV-DSP采用的是CEVA提供MM2000多媒體解決方案，通過(guò)MM2000 SSD1933能夠編解碼多種標準的視頻信號，包括30fps下最高D1 (720x576) 分辨率的 H.264標準。結合MPEG-2傳輸流接口(TSI)。MM2000的完全可編程架構允許SSD1933支持廣泛的視頻格式，包括H.264、MPEG-4、WMV/VC-1、RMVB 和高達D1分辨率 H.263。除了雙核部分，MagusCore還包含了一個(gè)2D圖形加速器、攝影機介面、24位LCD接口和一個(gè)NTSC/PAL解碼器，旨在攝影和播放視頻和照片。

　　選擇單核還是雙核處理器架構更多是對方案靈活性和成本之間的平衡考慮。據深圳愛(ài)國者CTO鄧國源的介紹，愛(ài)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設計的方案，這是一款采用了532MHz的ARM11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，飛思卡爾為了彌補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)布的i.MX27，集成了ARM9和H.264、MPEG4硬件編解碼的內核。

　　對于這次采用晶門(mén)科技的雙核方案，愛(ài)國者更愿意為這次合作貼上“自主創(chuàng )新”的標示。愛(ài)國者深圳研究院在2007年初就著(zhù)手和晶門(mén)科技開(kāi)展戰略合作開(kāi)發(fā)基于MagusCore的移動(dòng)多媒體數字電視方案。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(dòng)多媒體實(shí)時(shí)操作系統、軟硬件協(xié)同移動(dòng)數字電視多協(xié)議信源解碼軟件包、應用軟件包的開(kāi)發(fā)，是應用、軟件和芯片三層次的協(xié)同。”雙方把這次合作定義為“芯片設計從系統應用做起，到完整的嵌入式系統軟件終結”式的或者。

圖4 基于MagusCore的移動(dòng)電視終端