套用處理器

套用處理器的全名叫多媒體套用處理器(Multimedia Application Processor), 簡稱MAP。套用處理器是在低功耗CPU的基礎上擴展音視頻功能和專用接口的超大規模積體電路。MAP(套用處理器)是伴隨著智慧型手機而產生的,普通手機只有通話和簡訊收發功能,稱為語音壓縮無線收發機更確切一些。

  • 中文名稱
    多媒體套用處理器
  • 外文名稱
    (Multimedia Application Processor
  • 類    別
    超大規模積體電路
  • 簡    稱
    MAP

定義

套用處理器的全名叫多媒體套用處理器(Multimedia Application Processor), 簡稱MAP。套用處理器是在低功耗CPU的基礎上擴展音視頻功能和專用接口的超大規模積體電路。MAP(套用處理器)是伴隨著智慧型手機而產生的,普通手機只有通話和簡訊收發功能,稱為語音壓縮無線收發機更確切一些。

概述

非智慧型手機處理器的技術核心是一個語音壓縮晶片,稱基帶處理器。傳送時對語音進行壓縮,接收時解壓縮,傳輸碼率只是未壓縮的幾十分之一,在相同的頻寬下可服務更多的人。智慧型手機上除通信功能外還增加了數位相機MP3播放器、FM 廣播接收、視頻圖像播放等功能,基帶處理器已經沒有能力處理這些新加的功能。另外視頻、音頻(高保真音樂)處理的方法和語音不一樣,語音只要能聽懂,達到傳達信息的目的就行了。視頻要求亮麗的彩色圖像,動聽的立體聲伴音,目的使人能得到最大的感官享受。為了實現這些功能,需要另外一個協處理器專門處理這些信號,它就是套用處理器。

套用領域

套用處理器的主要套用領域是攜帶型消費類電子,早期的 套用處理器 以微縮版個兒電腦的形式出現在市場上,這就是俗稱商務通的個人數字助理(PDA)。PDA 需要有一雙大手才能握住,操作比個人電腦複雜,功能遠不如一台低端電腦,因而沒有流行多久就衰落了。後來 PDA 與手機功能相結合,並整合了信息管理、攝影、遊戲、MP3 等功能後開始火爆起來,現在每年 90%的套用處理器都是用來裝配智慧型手機。套用處理器自身的功耗和體積不斷在縮小,功能也日益強大,現在的手機都能裝在上衣口袋裡,手機使便攜這一稱呼變得名副其實。

高端的套用處理器只要具備大於VGA(640×480)或D1(720×576)尺寸的圖像處理能力,就可以用於桌面電子系統,如數位電視機、IPTV機頂盒、可視電話、電子像框等設備。如果採用工業標準的工藝生產和封裝,還可以用於智慧型監控,汽車電子,醫療儀器等領域。

發展前景

套用處理器是伴隨智慧型手機而發展起來的,目前是以協處理器的地位出現在智慧型手機中,但這種情況很快就會發生變化。就象上世紀九十年代中期,386整合286和協處理器一樣,基帶處理器會整合到套用處理器中,或者說把套用處理器整合到基帶處理器中去。因為這兩種IC都是數字電路,電路的規模和工藝相近。為什么現在沒有整合?是因為兩種技術分別掌握在不同的公司手裡,套用處理器 廠商開始設計晶片結構時就想把基帶 IP 內置於自己的晶片中,但苦於一時買不到合適的IP,或者在時間和風險上存在問題。我想基帶廠商也有同樣的想法。於是這種整合放到了下一步。現在雖然已有基帶 套用處理器 面世,這是語音基帶廠商設計的,多媒體功能比較弱,無力與主流套用處理器抗衡。

接下來的發展是混合設計,現在 套用處理器 需要與模擬和混合 IC 配合才能構成系統,這些外圍包括視頻編解碼器、音頻 ADC/DAC、功率放大器、乙太網接口、HDMI接口、藍牙模組、Wi-Fi模組、GPS模組、FM模組、電源管理等。未來的套用處理器除了外接DDR和FLASH外,沒有其他外圍IC,是一個名副其實的SoC。

隨著攜帶型電子產品的功能越來越多和和軟體的規模越來越大,套用處理器必須在不增加功耗的前提下大幅度增加處理能力和速度才能適應要求。目前最強大的嵌入式CPU是32位的ARM11,時鐘速度是750MHz,與64位4GHz的至強處理器相比差距甚遠。但提高時鐘頻率後,功耗會急劇上升,需要高效和智慧型的電源管理技術和更微細的小於45納米的低功耗工藝來尋找出路。

多核結構也是一條增強功能的出路。未來的套用處理器用ASIC還是DSP還會繼續爭論下去,比較好的結構是用CPU+DSP,在CPU上安裝嵌入式作業系統,運行應用程式和處理用戶數據,用DSP對付格式繁雜的視音頻信號。

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