MP4概念深入完全解释

Intel示范架构

　　Intel所提出的示范平台，是以自家的XScale PXA255为中心。该处理器于2003年3月发表，共分为200、300及400等三种不同时序的版本，经由0.18微米制程生产，并采256Pin的PBGA封装方式。同时在400MHz模式下，系统总线时脉可达200MHz，让运算效能得以强化。

　　此外，内建内存控制器，内、外总线宽度分别为16及32bit，并支持2.5V的 SDRAM。而此范例中使用的是64MB PC100 SDRAM，加上PXA255不若PXA26x系列一般，本身即具有闪存的搭配，所以也可发现外部32MB StrataFlash或2MB Boot Block Flash的作法。再看到周边兼容性部分，包含SD、MMC、CF等记忆卡规格，以及PCMCIA、MiniUSB（USB2.0）接口的支持。

　图：PXA255内部单元设计。（图／Intel网站）

　图：PXA255芯片。（图／Intel网站）

　　在声音方面，则是透过Philips UCB1400整合型芯片，当中涵盖了AC97声音编／译码与触控屏幕（Touch Screen）控制器，再经由LM4880芯片，将音频讯号放大后输出至耳机（Head Phone）或扬声器（Speaker）。此外，驱动LCD屏幕的控制器是属于QVGA（1280×960）标准，并提供LED背光。至于电视输出，则是选择Chrontel芯片将信号转为NTSC标准，使用RCA接头。

TI参考平台

　　而TI的PMP设计特点则是集中在TMS320DM342上，将C5409与ARM926整合，换句话说，即是CPU与DSP同时集成在DM342核心内。整体看来，在结构上与Intel的设计大同小异，同样采用32MB或64MB容量的SDRAM，以及4MB的闪存，以用作加载与存放操作系统。于Intel构架不同之处在于，DM342本身已内建LCD驱动、USB2.0 OTG接口控制器，同时让CCIR-656格式信号经由总线在视频译码芯片与DM342间传送。而由于NTSC/PAL编码器也在整合的缘故，因此可直接进行复合视讯输出。

　　另一方面，DM342还可支持CCD/CMOS感光组件的连接，使得未来PMP要导入DSC、DV等功能更为容易。对于记忆卡的兼容性部分，除现阶段主流的CF、SD及MMC外，还包括Memory Stick。此外，提供2组RS232串行端口、1组JTAG接口，让周边装置的支持趋于完整。

　图：Ingenient以TI DM3x系列为基础所开发出的PMP。（图／www.eettaiwan.com）

　　还有就是，便携设备所用的CPU和DSP，除运算能力外，耗电量也是考虑的重要方面。由于现有的x86技术无法符合要求，以致于Intel XScale PXA255、Freescale i.MX21这类嵌入式核心都是属于ARM设计。从不同角度看，耗电量不仅代表电池使用时间的长短，同时也反映出稳定度与成本。举例来说，PMP为便于携带，体积往往以轻薄短小为诉求，若因处理器耗电量过大而导致热量上升，那势必要花费额外的研发成本于散热处理上。因此，如何控制耗电量也成为DSP厂商另一项挑战。　　

    一般而言，降低耗电量最直接的方法，即是半导体制程的提升，经由更先进的晶体管与逻辑组件来达到省电的目的。此外，当进行I/O动作时，通常所需的电压会比处理器核心来得高，因此在总线闲置的前提下，藉由适时关闭外部时脉，以及切断周边组件电源等方式，亦能获得相当的节电效果。

MPEG-4 Codec

　　现今诞生的PMP产品，几乎都标榜支持MPEG-4。撇开旁枝众多的格式之争不谈，在编译码方式上，除借助DSP、CPU强大的运算能力、以纯软件模式来完成外，再有就是采行搭配MPEG-4 Codec芯片的方案。其实目前MPEG-4 Codec市场呈现百家争鸣的情况，比方像既有的MPEG-2厂商如LSI、CirrusLogic、ESS、Broadcom，或是以消费性电子产品为主力的Philips、STM、Panasonic、Toshiba、NEC等都是。当然，此块市场也有许多新进成员，譬如WIS、Vweb、Divio及SandView等。接下来将针对WIS、TI、Toshiba与Vweb等四家的产品进行说明。

　　1.WIS：由于WIS所推出的MPEG-4芯片在架构上趋于简化，相对地报价也较为低廉，并且其压缩、解压缩不以娱乐为主，因此将主力放在Surveillance领域。WIS的MPEG-4 Codec的画面输出为WISmp4规格，同时支持Divx，可在2Mbps的频宽下提供DVD画面，就算在40Kbps下，也可达QCIF（176×144像素）的水准，且多家监视系统厂商均采用WIS旗下的G07007芯片。

　　2.TI：TI的MPEG-4Codec产品是以编/译码品质著称，并可同时执行3个D1 Channel，甚至将电视Encode功能一并涵盖，声称画面等级毫不逊色于MPEG-2。

　　3.TOSHIBA：而TOSHIBA这方面的产品-TC35280XB，则是适用于移动设备、数字广播与视频电话。TC35280XB采0.13微米制程生产，并内建4颗RISCP处理器，2颗用于影音数据的编译码，另2颗则负责串流多任务处理与过滤噪声。当运作频率为60MHz时，此芯片对QCIF格式的编／译码，可达每秒张15，并同时进行AMR语音编码，以及针对H.233影音资料实行多任务处理。若是应用于MPEG-4浏览器上，那对于CIF资料将有125MHz运算速度，同样具有15/S编／译码的速度。

　　4.Vweb：以Vweb的VW2010为例，采用0.18微米制程，支持全屏幕MPEG-4视讯，并包括MPEG-1、MPEG-2、H.263mMP3、AAC及Dolby AC-3在内的其它影音格式。此外，输出支持MPEG-1 System Stream、MPEG-2 PS/TS、MPEG-4 encapsulated in MPEG-2 TS、PES、ES，且内部设计较为复杂，搭载4颗RISC处理器，并锁定在娱乐应用、消费性电子市场。

储存介质

　　就硬件层面而言，除嵌入式处理器、MPEG-4 Codec外，硬盘技术的成长也促成PMP得以实现。目前不论是2.5寸还是1.8寸的小型硬盘，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。微软的曾经介绍，在40GB容量的前提下，PMC能播放175小时的影片，或600小时的歌曲。

　　现今1.8寸、2.5寸这类小型硬盘的技术发展，几乎都是以HITACHI、FUJITSU及TOSHIBA等日系品牌为主。不久前HITACHI才发表新款1.8寸硬盘，强调体积小、安装方便等特点，并主打消费性电子市场。其中的Travelstar C4K60系列，透过ZIF连接规格取代沿用已久的IDE接口，面积为54×70mm，比前一代产品缩减约10%，重量仅46克。

　　由于ZIF连接器是经由线材组与装置连结，因此能让PMP制造商装配上更灵活。不仅如此，ZIF连接器是属于软性材质，故具适用于折叠式设计，让PCB板与硬盘分开，将PCB板与LCD面板集于一处，操作按钮与硬盘则配置在另一侧，从而作的更加轻薄。

　　至于另一家微硬盘厂商－TOSHIBA，Toshiba则是将重点放在容量方面，MK6006GAH于今年第三季度诞生，一举达到60GB，转速同为4200RPM，并具有2MB缓冲区，平均寻道可达15ms，支持ATA100规格，尺寸为78.5×54×8mm，重量只有62克。不过，站在PMP厂商立场，对这款硬盘可能抱持观望的态度，避免对生产成本及售价造成影响，因而降低市场接受度。

可或缺的元素－嵌入式操作系统

　　严格来说，PMP可算是多媒体版本的PDA，不仅设计架构类似，甚至以技术层而言，如果不受限于市场定位及生产成本等因素，PMP所拥有的影音播放功能PDA都可实现。因此，PMP同样也是搭配嵌入式OS平台，除已有的Windows CE .NET、BSD、Symbian/EPOC及QNX可供选择外，也可基于Linux。

　　目前发表的PMP搭载的操作系统以Windows CE .NET、Linux为主。