Question

PMP的媒体播放器

Answer 1

另外，PMP的格式兼容性和解码能力跟硬件有关，所以升级比较难。 随着苹果公司推出的iPod MP3音乐播放器在全球市场掀起热卖狂潮后，2003年问世的具备影音播放功能的便携式多媒体播放器PMP(Portable Media Player)，被认为是下一个值得期待的移动娱乐装置。
PMP在功能上并没有具体界定，虽然不少厂商都将其定义为多媒体播放器，但这类产品在功能集成方面具有很大的灵活性，除了观看影片的基本功能外还能够播放音乐、浏览图片，甚至部分产品也兼具视频录制、上网以及数码相机功能。PMP可以通过USB或1394总线传输资料，快速下载影音文档到设备中进行播放，并具备液晶屏幕，以满足移动用户随时播放流媒体影音的需求。
PMP在未来能否形成真正的消费热点还有待市场的考验，但现阶段研发制造PMP播放器的厂商已经不在少数，新加坡CREATIVE、法国Archos、韩国iRiver和SAMSUNG、美国 RCA、日本三洋和索尼、中国台湾的微星、掌宝都纷纷推出了相关产品。 在这一波的PMP产品开发上，除了主要制造商之外，芯片厂商，第三方系统设计公司及软件业者的积极投入引人关注。与普通的MP3和iPod不同，PMP需要支持众多的音视频格式，因此编解码能力才是PMP的设计重点所在，各大处理器芯片供应商也陆续展开研发投入并发布了各自的PMP参考设计平台。
以PMP内部核心架构来看，许多都是采用DSP搭配CPU的方式，DSP负责编解码，CPU则是针对数据存储、管理，以及用户界面与外围器件的控制。DSP与CPU的组合还只是设计的一半，PMP至少还需内建NTSC和PAL模拟视频的编解码器，连接视频解码器与DSP的总线，以及LCD显示的数字接口和驱动芯片，硬盘驱动器的IDE接口，这些设计要点亦不可或缺。另外尚需整合硬盘、闪存卡及LCD显示器等组件，外部USB接口、用户控制按钮部分也都是重点。要及时并完整的掌握上述设计要求，对于PMP设计者而言是相当不容易的挑战。
TI是最早涉足PMP产品的芯片供应商之一，在PMP方面占有举足轻重的位置。基于TI的DM270/DM320/DM324/OMAP2420等双核（DSP加ARM）架构的处理器，业界知名的第三方设计公司Ingenient开发出一系列PMP解决方案。基于DM270/DM320的PMP在播放MPEG-2/4、DivX等格式时可以达到30fps 的D1（720x480）画质。同时DM320方案能在30fps的速率下，对1/2 D1分辨率的WMV9或CIF分辨率的H.264格式的画面进行解码，还能在30fps速率下，执行高画质、完整D1分辨率的MPEG-4编码。
在业界的PMP解决方案中，TI与Ingenient合作的参考设计平台编解码能力强，支持的格式相当完整全面。Archos、iRiver、Sony、Olympus、RCA等重量级制造商都先后采用了Ingenient的方案推出了各自的PMP产品。
早期Ingenient的设计选择嵌入式Linux和Ingenient本身的Microkernel作为操作系统，特别值得关注的是，Ingenient也发布了基于TI DM320和微软Windows CE . N E T5.0操作系统的最新PMC-Ⅱ方案。
Intel 和AMD两大巨头也开始关注PMP市场。Intel寄希望于XScale架构的PXA270嵌入式处理器，但PXA270并不是专门为PMP设计，单纯依靠它来完成大尺寸视频格式的编解码是不现实的。于是Intel于推出了2700G多媒体加速芯片，配合PXA270进行视频加速与3D加速，解决了PXA270的缺陷。
AMD也不甘于PMP市场的空白，发布了专为PMP度身定制的处理器AU1200。
PXA270与AU1200都是嵌入式处理器，利用处理器的运算能力，再配合软件来完成PMP的功能。理论上来讲，软件的编解码方式对于多媒体格式的支持是没有限制的。亦即可以支持任何格式。PXA270与AU1200均可支持业界标准的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、DivX、AVI、WMV9等媒体格式，甚至PXA270可以实现对RM/RMVB格式的支持。
微软提出了便携式媒体中心（PMC）的概念，PMC正是结合了Intel的XScale硬件平台和Windows CE . N E T操作系统的PMP。因此Intel与微软合作紧密，并将CREATIVE和iRiver列为主攻市场的合作生产伙伴。CREATIVE的 Zen PMC和iRiver的PMC-100也已经陆续上市。
AMD跨入PMP领域的时间较晚，为尽快抢占市场，AMD在发布AU1200处理器的同时也PMP。据悉，这个定名为Vassili的参考设计基于Linux操作系统，由AMD、FIC与Implicit Networks公司共同开发完成，内置了20GB微型硬盘，可以存储4小时视频内容和12小时的16位CD质量音乐，主要面向OEM客户。
FREESCALE也有针对PMP的i . M X（龙珠）系列多媒体处理器。深圳泰嘉乐公司不久前采用集成了ARM9内核的i . M X21处理器开发出支持Linux操作系统的PMP。这也是在全球范围内采用FREESCALE i . M X多媒体处理器设计出的第一个PMP产品。据称，该产品支持MPEG4、RM/RMVB、AVI等视频流格式，并带有摄像功能。FREESCALE计划为新一代PMP设计提供基于ARM11的i . M X31应用处理器，它将采用90nm工艺制造，支持20小时的MPEG4播放，同时还会集成3D图形加速引擎，以进一步支持游戏功能。
除了上述厂商以外，提供PMP编解码芯片的供应商还有ADI、PHILIPS、ST以及夏普等等。夏普的PMP方案是以ARM9的LH7404为核心，并针对低端和高端应用提供了两种不同的参考设计。ADI也发布了适用于PMP的Blackfin BF566 eM30媒体处理器。另外， MIPS专门针对多媒体应用设计了MIPS32 4KE系列处理器内核，基于MIPS架构的PMP很快将浮出水面。 就硬件层面而言，除嵌入式处理器外，硬盘技术的成长也促成PMP得以发展。不论是2.5英寸还是1.8英寸的微型硬盘，普遍都能提供20~40GB的容量，解决了容纳大量影音资料的存储问题。CREATIVE的 Zen PMC在20GB容量的前提下，能存储约85小时的视频文件，或9000首歌曲。
现时各大微型硬盘厂商都在努力研发更小尺寸的产品。对于1英寸的微型硬盘产品，Seagate达到5GB，HITACHI达到6GB。预计不久将有10GB以上的产品推出。中国贵州的南方汇通在该领域也颇具竞争力，推出了容量可达4GB的 0.85英寸的微型硬盘。由于微型硬盘的生产成本还比较高，因此对于低端PMP而言，闪存也不失为一种不错的选择。
对于PMP这种系统相对复杂的便携式设备而言，嵌入式操作系统至关重要。时下PMP搭载的操作系统以微软的Windows CE . N E T与Linux为主。整体而言，Windows CE . N E T 为完整优先权、多任务的操作系统，且用户界面与PC的Windows XP相近，对应用软件的支持优势明显。不过，微软操作平台的授权费也比较昂贵，要价每台40美元，这也让许多PMP厂商望之却步，转而投入代码公开的Linux阵营。
Linux本身的开放性和弹性设计可精简掉一些次要性能，在提升效率的同时也有效地减少了对硬件资源的需求。Linux是以开放的架构，由几个基本的区块组成。如果对硬件重新设计，只要修改Linux其中的部分区块的功能就可以使用，不会大幅度延长整体产品的上市时程，也可以有效节省成本。不过Linux也有其缺点，开发者必须要想办法克服其在实时效能上的限制。 PMP代表着便携数字娱乐设备发展的下一个阶段，也因此吸引到众多业者纷纷加码推出相关的解决方案及其产品。但相较于厂商的热度， PMP市场的起飞存在不少障碍。经过2003年和2004年的推广，PMP两年的全球总销售量不到50万部，不及iPod销售量的百分之一。PMP的价格平均在400美元到600美元的高价位上，昂贵的价格无疑会大大降低PMP对大众的吸引力，各大厂商几乎都一致认为，未来几年内PMP的性能升级会相当快速，但价格下降空间十分有限。
具有丰富的内容来源也是消费者的诉求重点。以iPod为例，iPod的成功除了自身设计之外，就是拥有音乐超过百万首、每首歌收费0.99美元的iTunes音乐商店等的丰富资源。所以受到版权保护的影音内容大量增加，届时才能带动全球PMP市场的成长。
除了价格、内容以外，PMP还需面对来自其他功能整合的便携设备的竞争。这些设备包括新的Photo iPod、智能手机和便携式DVD播放机等，这些产品在功用上与PMP大同小异，但价格上可以更便宜。
此外，着重数字娱乐的PMP在硬件结构上与着重个人信息管理的PDA相似，它们各自的供应商一直致力将PMP与PDA的市场分开，推动PMP进入规模更大的大众消费市场，以便取得比iPod更胜一筹的业绩。但是，从2005年开始PDA正在增加多媒体处理能力PMP也提供部分PDA的功能。更有甚者，移动手机供应商为保持市场份额，不断花样翻新，最容易吸引广大用户的肯定是娱乐内容，随着数字广播、数字电视的开播，移动手机也会整合更多的数字影音内容。显然移动手机占有更大优势，PDA又比PMP更早进入市场，2004年移动手机的全球出货量突破6亿部，PDA全球出货量为1千万部。看来PMP必须奋起直追，推陈出新，才能在竞争炽热的消费市场中真正起飞。
总之，在价格过高，数字影音内容尚未充裕、使用上未必如DVD播放机、MP3随身听方便等不利因素影响下，PMP的普及之路可能会相当漫长。 PMP是半导体供应商讨论极热烈的一个话题，然而对这种新兴设备的市场前景，业界可谓众说纷纭。本文引用了领先IC厂商的观点，以供大家参考。针对层出不穷的PMP处理器和解决方案，本文从处理能力、支持的视频格式、功耗等多方面进行了比较。最后，本文探讨了PMP的未来技术发展趋势以及面临的障碍。
便携式媒体播放器(PMP)是被讨论最多的一个话题。从来还没有一种产品像PMP这样，在市场刚萌芽时就已经成为各大半导体供应商火拼的战场。从面市的PMP播放器来看，其炫目的功能和高昂的价格同样都令消费者咂舌。
PMP的市场前景是否如厂商们所希望的那样一片光明呢？对其最大的威胁来自下一代手机。手机正在把原本属于其他便携设备的功能集成到其中，从而压缩了其他设备的市场空间。PDA就是一个典型的受害者。据市场分析公司In-Stat/MDR的数据，2004年全球PDA的出货量只有870万部，甚至低于2003年的1000万部。该公司还预测，随着用户转向智能电话，未来几年PDA市场将继续负增长。PDA的前车之鉴使人们有理由对诞生在手机大集成阴影之下的PMP的前景产生怀疑。
PMP会成为一种成功的产品吗？支持者似乎更愿意拿MP3来做类比。“今天的手机提供了MP3播放功能，但iPOD仍然是最热卖的产品，所以手机不可能取代所有设备。”TI便携式音频和信息娱乐业务市场经理Guillaume Coffinier表示，“手机必须提供更大的存储量、更大的显示屏和更好的视频性能，才能在PMP的市场空间进行竞争。”
英特尔蜂窝和手持产品部市场经理Jonathan Zapp也表示：“PMP将更类似于便携式数字音乐播放器和个人视频录像机(PVR)的发展路线。我们看到手机正在以惊人的速度集成视频、成像等功能，但外形尺寸(屏幕大小)、成本(硬盘和更大的LCD屏)以及电池工作时间等问题将使人们需要一个独立的PMP设备。”
飞思卡尔半导体亚太区无线及移动系统部市埸经理陈伟志对此表示认同：“同时接听电话和看电影的愿望使消费者希望保持PMP和手机为独立的产品。”
总的来看，上述因素是PMP无法被手机替代的理由。In-Stat/MDR高级分析师Cindy McCurley预测，在未来四年全球将付运760万部PMP，到2008年的复合年增长率接近180%。
PMP解决方案推出PMP处理器和解决方案的半导体供应商多达十几家，包括来自PC阵营的英特尔、AMD,来自手机阵营的TI、Freescale、ADI、飞利浦等，来自视频处理领域的SigmaDesigns、意法半导体(ST)，来自嵌入式领域的夏普，以及一些试图抓住PMP机遇的台湾和大陆IC公司，如凌阳(Sunplus)、深圳安凯等。这些厂商提供的处理器因为源自不同的架构，所以在性能、接口、功耗等方面差异很大。在选择方案时，设计师应该从以下几个方面来进行比较。
1． 处理能力和支持的视频格式。在众多解决方案中，英特尔和AMD提供的是通用处理器，例如英特尔的PXA255早就被iRiver、三星等公司用于便携式媒体中心(PMC)产品中。英特尔为PMP提供基于PXA270的开发平台，这种Xscale架构的嵌入式处理器性能强大，最高主频达到624MHz。而为了不甘落后，AMD推出了专门为PMP设计的处理器AU1200，主频达到500MHz。作为通用CPU，这两种器件支持丰富的音视频格式，包括MPEG-1，MPEG2、MPEG4、WMV9、DivX，XVID，MP3，WMA，WAV，ASF，AVI，JPEG等。由于依赖软件解码，所以它们的优点是扩展性强，允许设计者根据需要增加软件编解码器，但缺点是会导致较大的功耗。
基于DSP的解决方案包括TI的DM270/DM320、飞利浦的PNX0190和ADI的Blackfin系列(其中BF531用于低端PMP，BF533用于中端PMP，BF561用于高端PMP)。“不过，这样的方案仍然需要一个MCU(ARM7或ARM9)来处理系统的通用功能，如操作系统和用户接口等。”TI表示。音视频解码是DSP的专长，例如TI的参考设计能够以30帧/秒的速率解码半D1分辨率的WMV9和CIP分辨率的H.264视频，并能够以30fps的速率编码全D1分辨率的MPEG-4视频。除了MPEG-4 SP/ASP、MPEG-2、MPEG-1、DivX、WMV9和JPEG等格式外，ADI表示，基于DSP的解决方案能够支持更高复杂度的视频编解码器，如H.264。而且，基于DSP的PMP也能够通过软件升级来支持新的编解码器。
基于DSP与X86的PMP方案，其音视频的编解码工作是由软件实现，而基于MCU的方案是由硬件实现音视频的编解码，例如：Freescale的i . M X31和i . M X31L处理器基于ARM11,集成了多媒体加速器eMMA；安凯的AK3220M芯片内部集成了专用于视频的硬件解码器和用于音频的音频处理器。由于是基于硬件解码，所以这类方案支持的音视频格式种类受到限制，例如Freescale支持MPEG4、H.263的编解码，但不支持MPEG-2。类似地，夏普的方案是基于ARM9的单颗32位MCU，由于是瞄准低端PMP的方案，支持的媒体格式也较少，不过，该公司计划很快推出瞄准高端PMP的双ARM核器件。
事实上，由于视频格式种类繁多，任何一种方案都不可能支持所有格式，例如对于互联网上流行的RM、RMVB格式，大部分方案都不能支持。对于不支持的格式，解决方法是先在PC上进行转码，然后再在PMP上播放。某些PMP也自带了格式转换的软件。
2． 功耗。对于手机，如何延长待机时间是电源管理的核心问题；而PMP是一种个人娱乐产品，不存在待机的问题，所以，电源管理的核心问题就在于如何降低产品在运行时的功耗。这正是PMP与手机在电源管理方面的显著差别。为了延长工作时间，设计者必须尽可能选择功耗小的方案。对PMP的最基本要求是视频播放时间达到3-4小时，音频播放时间在10小时以上。通常来说，更依*软件编解码的方案将具有更高的功耗，例如英特尔和AMD的方案；而依*硬件进行编解码的方案更省电，如Freescale的方案；DSP+ARM方案的功耗介于两者之间。AMD的AU2000针对PMP进行了专门优化，可以支持更长的电池使用寿命。“基于AMD芯片的PMP可以连续播放5-6小时的视频(1900mAh电池)，或者12小时的音频。”亚讯科技(AMD的代理商)的资深技术工程师毛文华表示。Intel的PXA270则集成了SpeedStep节电技术，可以在26MHz-624MHz之间自由调节PXA270的主频。不过，“视频处理对通用嵌入式CPU来说是非常耗电的任务。”飞利浦半导体的便携视频产品行销经理Dirk JanRiezebos表示，“DSP提供了高度的并行机制，包括强大的多媒体和浮点指令，因此能够在更低的时钟频率和电压下执行复杂的多媒体算法，从而降低了整体功耗。”
3．软件和操作系统(OS)支持。“对于开发PMP的消费电子制造商来说，软件实际上是最大的挑战。”英特尔表示。软件开发是PMP研发中的重头戏，如果能缩短软件开发时间，就可以加快产品的上市时间。对于不同架构的硬件，软件开发的难易程度也有区别。
对基于X86指令的PXA270处理器，编程比较容易。“我们的优势是每一代产品之间的兼容性，这允许只编写一次应用程序，就可以在后续的产品开发中使用它们，从而节省了开发时间。”英特尔的Zapp表示。DSP的算法最复杂，需要耗费大量的编程时间，所以供应商往往会提供完整的软件解决方案，例如TI与Ingenient合作提供了编解码算法和软件，飞利浦也提供了Nexperia开发套件和媒体软件套件。
另一方面，“基于MCU的解决方案提供了比DSP解决方案更容易的可编程性。”Freescale的陈伟志表示。
比较特别地，AMD的AU1200是基于MIPS内核。亚讯的毛文华将之与流行的ARM内核进行了比较。“MIPS的运算速度是ARM9的1.7倍，但MIPS的软件开发环境比ARM9难得多。大部分嵌入式系统工程师对ARM9很熟，而对MIPS不熟。”他说。
在OS方面，大多数PMP使用某种OS，如Linux、微软PMC或其他OS，有些则不使用任何OS。Freescale认为，PMP定位为数字消费产品，只要它是用户友好的，并不一定要运行任何OS。
英特尔支持WinCE5.0和微软 PMC。“此外，一些OEM想开发基于Linux的解决方案，英特尔也同样支持。” Zapp表示，并补充道，Linux是免费的，但其实需要更多的开发工作才能使基于Linux的解决方案可以运行。与之类似，AMD和TI也支持Windows和Linux OS。飞利浦和安凯等其他厂商则可提供占用内存空间非常小的免费实时OS。
除了OS，PMP还需要中间件(如媒体播放器)、编解码器和应用程序。各家厂商及其第三方可以为OEM提供完整的软件解决方案，包括板上支持包(BSP)、开发平台、设备驱动程序和应用开发工具等，用户只需要定制图形用户界面(GUI)就可以了。
4．外部接口。丰富的接口使开发商可以扩展功能或在确定外围器件时有更多的选择。PMP处理器的外围接口主要包括存储器接口、USB接口、存储卡接口、摄像头接口、硬盘接口、显示接口等。现有的方案都支持SDRAM，不过只有AMD、英特尔和飞利浦还能同时支持DDR存储器，这有利于实现更快的编解码速率。在USB方面，除了一些低端方案只支持USB1.1，主流的方案都支持USB2.0。USB1.1的传输速度为12Mbps，而USB2.0的传输速度为480Mbps，是前者的40倍。此外，Freescale的i . M X31、飞利浦的PNX0190以及英特尔的PXA270还提供了USB OTG接口，以便直接与其他便携设备相连。为了给客户提供选择权，大多数方案至少支持两种存储卡格式，如MMC/SD或SD/CF等。
5．成本PMP开发成本包括硬件成本和购买软件算法的费用。关于各家公司的方案成本可以参见扩展阅读。基本上，对低端PMP可以选用凌阳的方案，对于3000-5000元的中端PMP可以选SigmaDesigns,对于5000元以上的高端PMP则要考虑采用TI、Intel、AMD、ADI、Freescale和飞利浦等公司的方案。 视频/音频播放是PMP的核心功能，而在此基础之上，PMP可以扩展诸如视频录制、摄像/照相、数码相册、收音机、电子书、游戏、上网等丰富的功能，成为一种个人信息和娱乐的便携式设备。关于PMP的未来发展趋势，主要有以下几个方面：
1． 增加视频编码功能，可拍照或录制TV节目。与手机一样，照相功能将成为未来PMP的标准配置，这要求硬件增加编码功能。增加编码器后，DVD信号、TV节目也可以存储在PMP上。TI的方案可以通过软件来完成编码任务，而其他公司的方案需要使用外部编码芯片。
2． 增加联网功能。ADI表示，客户将在下一代产品中考虑以太网和Wi-Fi连接。TI认为，瞄准家庭娱乐市场的PMP将集成Wi-Fi或UWB连接，而瞄准的PMP将嵌入数字广播接收器。Wi-Fi将使PMP可以在家中或热点区域访问在线视频服务，如互联网电视/广播等。
3． 增加移动TV功能。下一代PMP还可能增加移动TV功能。“PMP市场的关键因素之一是内容，而电视广播是一种渠道。” Freescale的陈伟志表示。候选的实现技术包括DVB-H和T-DMB等。
4． 由标清(SD)向高清(HD)显示发展。“PMP的趋势之一是从SD转向HD，因为越来越多的人将拥有HDTV(PMP可以与之连接)，而且HD视频内容将在家庭中变得普及。”飞利浦表示。5、 3.5寸和4寸屏成为主流。PMP采用的显示屏从2.5寸到7寸的都有，出于便携性、成本和功耗等方面的考虑，3.5英寸屏是现时的主流。不过大多数电影的显示宽高比都是16：9，在4：3的3.5英寸屏上观看的效果不尽如人意。值得关注的是，三星推出了16：9的4英寸显示屏。“3.5英寸屏的可视面积只有4英寸屏的2/3，所以未来4英寸屏将更具有优势。”亚讯的毛文华表示。
6．主流的PMP产品均是采用硬盘作为主要的存储器，优点在于其存储容量很大，但硬盘也有缺陷：1、功耗很高；2、成本难以降低；3、抗震性能不强；而其中1和3点正是PMP产品的致命点。所以长期看来，安凯公司认为，随着Nand闪存的容量不断增大和成本的不断下降，主流PMP产品的存储器采用Nand闪存也将逐渐成为必然。 主要障碍包括成本、功耗和内容。无论是国内品牌还是国外品牌的PMP，价格大多在5000元以上，远高于普通大众的消费水平。这是制约PMP市场迅速起飞的最大因素。“PMP市场将不会像MP3播放器那样高速增长，”Parks Associates公司的研究分析师Harry Wang表示，“我们预计未来两年的需求不温不火，要到2007年底或2008年初消费者对PMP的兴趣才会大涨。”Intel认为，为了得到广泛采用，PMP设备的价格必须接近199-299美元。亚讯的毛文华持有相同看法：“LCD和硬盘的价格分别下降一半，那么到2008年的时候PMP市场就会起飞。”
缺乏内容是限制PMP市场发展的另一个因素。英特尔认为，最大的障碍是缺乏合法的和针对PMP优化的内容。与音频市场不同，翻录DVD是不合法的，而DVD是视频内容最合理的来源。蓝光和HD-DVD将允许设备进行可管理的拷贝，这将有助解决这个问题。
不过，TI表示，随着数字广播等新技术以及MSN视频下载或TiVoToGo等服务的出现，这个障碍将迅速消失，从而使PMP市场迅速增长。
最后一个问题是连续使用时间。“用户希望尽情的欣赏数字音频和移动视频，而不必担心电池会很快耗尽。”Freescale的陈伟志表示。关于这个问题，业界仍需继续努力降低系统功耗或开发更大容量的电池，以满足用户的要求。