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- 1023166
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- 男
- 来自
- 燕山大学
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2005年上海杰得的应用工程师用Z228设计PMP时，被繁杂而混乱的视音频格式所困惑。因为Z228内部只集成了MPEG-4硬件编解码器，可以对付衍生的Divx、Xvid视频格式，其它格式怎么解决呢？
于是只好求助于ARM926，用软件解码方式解决。好在PMP上的图像分辨率不高，大部分是QVGA和CIF尺寸，以ARM926的时钟速度还可以应付，当完成MOV、ASF、WMF、RM、RMVB、H.264等格式的软件解码程序后，FAE工程师发现软件解码耗费了CPU太多的资源，图像质量也无法保证。
为了比较Z228与其它MAP的性能，FAE也测试了市面上流行的PMP产品，发现所有的PMP其丰富的功能足以让人眼花缭乱，但使用起来却慢如蜗牛。这时Z228还没有正式发布，它的定位是智能手机和网络监控。欧阳总裁意识到，必须针对未来的PMP开发一款新的MAP，彻底解决速度和多格式的困扰。后来欧阳总裁还提出了手持信息终端HIT (Handheld Information Terminal)的概念，强调商务＋娱乐的观念。HIT实现的功能包括游戏（Gaming）、数据（Data）和播放（Player），目标使人们能自由的选择资讯、享受娱乐，并不是单独地播放视频图像。于是杰得定义了X900应用处理器，以四年多来在视音频实时处理方面积累的丰富的经验和擅长硬件编解码设计的优势，在X900中又增加了H.264和VC1硬件解码器。并在电源管理上作了优化，功耗比上一代产品更低，接口更加齐全，软件开发平台更完善，兼容的软件资源也更丰富。
芯片结构
X900采用CPU＋ASIC结构，嵌入式CPU仍是ARM926EJ。对此，在2007年7月的产品发布会上，有人批评X900没有选用速度更快的ARM11。杰得的设计人员作了解释：X900定位于手持信息终端产品，在这一应用领域视频信源和显示器分辨率没有超过CIF，视频编码最复杂的三种格式是H.264、VC-1和MPEG-4，这三种格式在X900中都采用了硬件解码方式，而且分辨率能达到VGA和D1。 X900以最大分辨率解调最复杂的H.264，占用ARM时钟资源小于5％，没有必要选用昂贵的ARM11。
X900的系统储存器支持200MHz 的DDR和400MHz的DDRⅡ,视频总线是32位，这对组织高速大帧存，提高视频速度奠定了硬件基础。片外储存器还支持最大4GB 的NAND FLASH,并且可以从NAND FLASH启动。NAND FLASH的售价只有NOR FLASH的一半，当然考虑到X900不仅仅应用在消费电子产品中，仍然保留了支持NOR FLASH的功能。
另外，X900支持PCI总线，PCI总线比本地局部总线更通用，具有PCI接口的外设芯片品种丰富，价格低廉，对整机设计非常有利。其它改进还有全双工ITU-R656接口，集成物理层的USB OTG等。
图1：X900的功能结构图 X900与Z228的区别
Z228和X900是上海杰得的两代应用处理器产品，定位不同，没有替代关系。Z228定位于中档MAP, 主要用于智能手机和网络监控。X900定位于高端MAP，主要应用于HIT、UMPC、桌面电子和工业电子领域。与Z228相比，X900在许多方面都有了较大的性能提升。二者的主要性能区别如表1。
表1：X900与Z228功能比较表
对于HIT设计而言，X900的某些功能差异并不影响整体定位和系统架构，而是提升它的性能，使产品变得更有竞争力。Memory接口、红外接口等属于这一类型，如上表中灰色的模块所示。也有一些功能的差异将直接影响到整机的定位和架构，这些功能特性在设计之初就必须被认真考虑。如表中黄色标示的模块。下面将对这些接口的特性进行讨论。
H.264解码器和VC-1解码器是X900最大的亮点，也是它与其它类似芯片最大的功能区别。在进行产品设计时，应该最大限度地发挥这两个解码器的性能优势：高画质、低功耗和，大尺寸。HIT是典型的手持多媒体应用，是最能体现硬件解码器的低功耗特点的。所以使用X900的HIT设计时必须考虑能够长时间播放视频，时间越长，X900相对于其它芯片的优势就越明显。
大尺寸是X900硬件解码器的另一个亮点，H.264和VC-1均能够支持到720×576的D1尺寸。然而，不容忽视的是，目前手持设备所使用的LCD显示屏中，屏幕分辨率大多比较小。3.6英寸以下的LCD屏（一般被使用于中低档的PMP上），许多仅能支持到QVGA（320×240）尺寸。4英寸或4.3英寸的LCD屏（目前一般被认为是中高档PMP的配置），大多也只能支持到480×272的分辨率，仅有很少的产品能够支持到640×480，或800×480的分辨率。甚至在7英寸的LCD屏（高端或者超高端PMP的配置）中，分辨率也可能不会更大，如果使用价格较便宜的7英寸模拟屏，分辨率多是480×272或480×234。在7英寸及以下的LCD液晶屏中，尚没有见过能够支持576线的模组。
LCD屏的分辨率对其价格的影响很大，高分辨率也意味着高价格。因此，若要将X900的视频解码性能发挥，就必须将其定位于比较高端的地位，不能考虑4英寸以下的中低端应用。 同时，由于目前的高端LCD屏也很难支持到720×576的分辨率（尤其是576线这一指标），PMP最好能够有TV OUT功能，以将D1尺寸的视频在电视上完美体现。
X900的CLCD支持24BPP@ 1024×768 @ 60fps，这是一个很惊人的分辨率。如前所述，若应用于手持设备场合，LCD屏的分辨率连720×576都难以保证，更不用说1024×768了。若发挥出CLCD接口的效率，应该将其接到电视或者显示器上。然而，AMP内部没有类似显卡上的图形显示芯片的功能，如果动用ARM926, 显示就会占用嵌入式CPU的大部分资源，因而X900并不适合于需要密集计算来实现高分辨率图像的场合，与通用CPU争抢市场。
对于手持设备，发挥CLCD接口功能的一种方法是实现与投影仪的连接，播放幻灯片。PPT是一种相对静态的画面，即使是1024×768的尺寸，ARM9的处理速度也可以应付。X900可以保证在这种情况下有好的视觉效果。问题是要选择合适的接口。传统TV encoder芯片无法支持1024×768的尺寸；VGA接口可以支持这样的尺寸，但是它体积过大，放到手持设备上不适合，且不兼容TV OUT功能；最新的HDMI接口性能上没有问题，但价格和功耗都较大。看来在HIT连接投影仪，需要制定新的接口标准。
X900有了专用的NAND接口，可以从NAND flash引导系统启动，这意味着系统运行所需的程序将不必放置在NOR flash中。考虑到目前手持设备中NOR flash的主要用途就是系统启动引导，拥有NAND启动功能的X900将不必需要大容量的NOR Flash，这样便可以节省数美元的BOM成本。
实际开发时，可以在系统中放置一个小容量（如256K）的NOR Flash，便于系统开发过程中的调试。待方案验证成功后，量产产品中可不焊接这一芯片，进一步降低BOM。由于并行接口的NOR Flash通常体积较大，可以考虑使用小体积的串行NOR Flash产品。
基本应用系统
这个基本应用系统是以X900为中心，在它的I/O接口上连接最少的外围器件，在储存器中安装一个或多个操作系统所组成的基本系统。它直观地反映了X900能做的事情和扩展的潜能。基本应用系统可用来学习、演示和开发用户产品。
产品规格
开发平台
这是按照X900的基本应用系统设计的开发平台，它包括硬件和软件两部分。硬件由母板、子板和多个扩展板组成。软件包括WinCE、Linux操作系统和软件开发工具包（SDK）。
应用范围
X900是一款多用途应用处理器，设计过程中坚持了高性能、低功耗、小体积、多用途的理念，使X900具有广泛的应用范围。首先在HIT领域，由于现在还没有真正意义上HIT出现，X900能使现有智能手机、PMP、游戏机这三种主流手持电子设备的性能得到较大的提高。这一领域历来是生长新产品的土壤，Radio、walkman、MD、MP3、CDplay都是从这里出生，成长和走向消亡的。目前这里是手机、PMP、游戏机的天下，X900以实时多格式，有竞争力的价格和方便的本土服务在这里能够大显身手。
桌面电子也称家用电子，这是消费电子的传统市场，目前电视机是主流产品，未来的新品可能还有可视电话。X900应用在IPTV机顶盒中具有绝对优势，目前IPTV流行MPEG-4格式,今后在世界范围内会趋向更先进的H.264格式。当然,不排除有些地方会采用VC-1, 毕竟微软拥有强大的实力，再说VC-1在2003年已申请成为SMPTE标准。由于X900以优良的画质支持这三种标准，因而在IPTV终端设备中有光明的前景。现在可视电话的图像编码用H.263标准，X900中的MPEG-4子集支持这一标准。
其它在智能监控，汽车电子等领域，只要涉及到高质量的实时图像处理，X900都可以找到用武之地。表2是一个不完全的应用范围，仅供参考。
表2：X900的应用领域表
本文来源：上海杰得微电子有限公司 作者： |
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