通過正確選擇處理器開始多媒體PMP的需求之旅
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硬件平臺的選擇
對PMP硬件平臺的兩個通用選擇是一個微控制器（MCU）加一個數(shù)字信號處理器（DSP），或者一個帶有硬件加速器的MCU。相對于單芯片結(jié)構(gòu)，這些兩芯片的解決方案會占用更多電路板空間和增加系統(tǒng)成本。
另一種選擇是片上系統(tǒng)（SoC）方案，在單個封裝上集成了MCU核和DSP核。通常來講，SoC會比MCU+DSP和MCU+硬件加速器的結(jié)構(gòu)占用更少的電路板空間。因為MCU和DSP執(zhí)行不同的任務(wù)，兩個開發(fā)工具集和兩組執(zhí)行代碼仍然是必要的。復(fù)雜的數(shù)據(jù)交換和程序進程協(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(tǒng)級的復(fù)雜性仍是開發(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“會聚”處理器。一個真正的會聚處理器應(yīng)該在實時多媒體數(shù)據(jù)流的計算和面向控制的任務(wù)上進行優(yōu)化。ADI公司的高性能Blackfin處理器家族體現(xiàn)了這種會聚設(shè)計。Blackfin是一個在單核結(jié)構(gòu)上提供MCU和數(shù)字信號處理功能的定點處理器，允許在控制和信號處理上靈活劃分任務(wù)。覆蓋整個Blackfin陣容的相同的開發(fā)環(huán)境，使得開發(fā)和調(diào)試具有不同特征組合的PMP更快速和更便宜。
支持內(nèi)容：格式和性能
像音頻一樣，視頻內(nèi)容也是來自互聯(lián)網(wǎng)上下載的無限制和優(yōu)質(zhì)內(nèi)容。很多不同的媒體標(biāo)準(zhǔn)、不同版本和不同視頻格式同樣存在。所以當(dāng)PMP終端支持不同媒體格式和其他如Wi-Fi、移動電視和游戲的附加值的功能時，潛在內(nèi)容全面擴展。轉(zhuǎn)碼是另一個有用的屬性，而且是必要的，這樣下載的視頻可以不用在PC機上轉(zhuǎn)碼而直接轉(zhuǎn)換為在PMP上可觀看的格式。
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(fù)雜和消耗更多的處理器性能。
現(xiàn)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150MHz）。當(dāng)復(fù)雜算法和功能超出了現(xiàn)選SOC的能力時，轉(zhuǎn)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說，系統(tǒng)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的會聚處理結(jié)構(gòu)提供了處理復(fù)雜算法和功能的充裕運算性能。因為Blackfin同時帶來了實時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(shè)。開發(fā)者可以通過簡單修改軟件實現(xiàn)支持不同媒體格式和功能的PMP設(shè)計。由于Blackfin支持軟件可編程,開發(fā)者同樣可以融入更新的媒體格式和標(biāo)準(zhǔn)。
因為社會網(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(dāng)然，需要遵循版權(quán)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處理Wi-Fi互聯(lián)和Internet用戶接口的無線協(xié)議棧和外設(shè)。
便攜性：尺寸和功耗管理
外形因素和功率消耗帶給開發(fā)者在多媒體播放器上的限制會比MP3音頻播放器和手機更加嚴格。
外設(shè)集成是Blackfin處理器的一個強勁的功能表現(xiàn)。通過提供帶有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口的高性能內(nèi)核，Blackfin節(jié)省了電路板空間，將昂貴的外部組件減到最少。開發(fā)成為流水線，因為開發(fā)人員不用花費任何時間在集成包括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(shè)接口上。
功耗是個在PMP設(shè)計中的門檻。因為多媒體特征和網(wǎng)絡(luò)連接需要消耗更多功率，同時消費者希望更長的播放時間和更小的產(chǎn)品體積和質(zhì)量。為了延長電池壽命和降低功率消耗，通常芯片廠商會降低處理器的內(nèi)核頻率以匹配該數(shù)據(jù)流處理要求。由于不斷增加的PMP功能造成對處理性能進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)化對更長的待機和播放時間是必須的。
Blackfin采用動態(tài)電源管理來調(diào)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、睡眠、深度睡眠和冬眠—每種都提供不同的功耗/性能表現(xiàn)。每種模式下，一個內(nèi)部的調(diào)節(jié)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：一個都關(guān)注的話題
安全性已經(jīng)成為業(yè)界的焦點，因為PMP的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、千兆字節(jié)存儲以及便攜性在不斷增長。解決方案提供者和制造商想保護他們自己的如驅(qū)動、操作系統(tǒng)和用戶接口等的知識產(chǎn)權(quán)。內(nèi)容提供商可能拒絕許可他們的媒體內(nèi)容，除非其數(shù)字權(quán)利管理（DRM）是安全的。個人數(shù)據(jù)保護和設(shè)備認證也加入考慮之列，因為社會網(wǎng)絡(luò)已演進為包含視頻共享和電子商務(wù)。
盡管有很多數(shù)據(jù)安全方法，一個共同的特點是安全設(shè)計經(jīng)常是在設(shè)計后期。兩個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(tǒng)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。一個保護DRM密鑰的方法是使用軟件來隱藏私密資源，但這也會通過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(shù)據(jù)安全技術(shù)。然而，黑客仍然可以通過監(jiān)測總線和數(shù)據(jù)移出可信任模塊時，或者數(shù)據(jù)從可信任模塊讀出或?qū)懭霑r啟動軟件攻擊來獲取私密資源。
通過在開始時就進行安全性設(shè)計，可以得到更強大的保護，同時使用硬件和軟件來保證包括密鑰、代碼和數(shù)據(jù)等安全資源的保密性和完整性。通過Blackfin的Lockbox安全技術(shù)，解決方案開發(fā)者也可以選擇采用標(biāo)準(zhǔn)算法來認證數(shù)字簽名和使用一個安全的運行代碼和保護資源的處理環(huán)境。對安全區(qū)域的進入由硬件監(jiān)控。
而且，借助Lockbox安全技術(shù)，開發(fā)者可以在每個Blackfin處理器上使用獨一的芯片ID來獨一無二地鑒別每一個設(shè)備。這個獨一的芯片ID可以和可信任的DRM代理商一起使用，來實施權(quán)利繼續(xù)或撤銷。另一個可能是當(dāng)安全性受威脅時使用芯片ID將OEM設(shè)備拉入黑名單。這個獨一無二的芯片ID同樣可以用于綁定一個處理器到一個特定的啟動代碼上從而防止設(shè)備被克隆。
成本：物料消耗和開發(fā)
如果PMP繼續(xù)追隨其它消費類電子產(chǎn)品的趨勢，在未來幾年里他們將在更低的價格上實現(xiàn)更多的特征。結(jié)果開發(fā)者和制造商會更加關(guān)注成本和上市時間。
處理器本身不是成本的最大貢獻者，必需的軟件開發(fā)也有相當(dāng)?shù)挠绊憽梢酝ㄟ^開發(fā)工具的使用、參考設(shè)計和第三方軟件降低成本。越來越短的PMP產(chǎn)品生命周期同樣意味著對解決方案開發(fā)者壓縮研發(fā)周期。可以通過處理器集成的外設(shè)和開發(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(tǒng)（SOC）平臺上，MCU 和 DSP的功能仍然通過單獨的工具鏈和軟件開發(fā)環(huán)境來區(qū)分。Blackfin，作為一會聚處理器，提供了在單處理器和統(tǒng)一的工具鏈上工作的方式。
而且，軟件編程性能和外設(shè)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，因為開發(fā)人員可以把精力集中在他們的應(yīng)用軟件上，同時還可以利用由ADI開發(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(shè)計。
本文小結(jié)
帶視頻的多媒體處理器提升了PMP的設(shè)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播放器的方案開發(fā)者和制造商來說，把握市場需求可以從選擇一個合適的處理器開始。
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