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手机自2.5G后,渐渐从话音平台演进为视频、数据、娱乐、商务、支付等多功能平台。 3G时代,网络速度的提高将进一步刺激手机的多媒体应用。为了应对日益增多的多媒体应用,基频处理器已经无法满足需求。如果由基频处理器来处理这些任务,软件工作将非常巨大,开发周期很长。而手机已经成为快速消费品,多媒体应用处理器应运而生。
多媒体应用处理器相对于手机基频处理器门槛要低得多。基频处理器需要累积多年的通讯协议栈运算经验以及功耗、成本、体积多方面因素的整合,需要缴纳比较高的专利费,并且需要连续投入大量的人力财力进行研究开发,这不是中小公司能够承受的。多媒体应用处理器需要的基础知识就是视频解码和3D加速,拥有这些经验的公司相对基频处理器厂家要多得多,研发方面需要投入的人力和财力相比基频处理器要小得多。而手机市场规模超过7亿部,其前景广阔。目前常见的多媒体应用处理器厂家可以分为五大类,见下表:
| MCU厂家 |
显卡厂家 |
基频厂家 |
MPEG编解码器厂家 |
照相手机图像处理IC厂家 |
| 瑞萨、英特尔、NEC、三星 |
ATI、Nvidia、Neomagic、Atsana |
德州仪器、高通、英飞凌、飞思卡尔、联发科、飞利浦 |
Broadcom(Alphamosaic)、Nazomi、中星微电子、杰得微电子、得理 微电子、安凯开曼、卓然
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Core Logic、Mtekvision |
来源:水清木华研究中心
 整理:水清木华研究中心
上图为全球多媒体应用处理器市场规模统计,2008年市场规模能够达到28亿美元。
未来手机的附加应用将不局限于多媒体应用。Wi-Fi、UWB、A-GPS、蓝牙、红外、3D游戏、电子支付、安全等应用需求都将大量出现。应用处理器也是随着这些应用而出现的,并且开发单一用途的应用处理器是不合适的,手机的体积决定手机的应用处理器必须对应手机绝大多数的应用。早期的应用处理器通常是相机控制或照相后段信号处理,后来音乐应用、短片拍摄、电视应用接连出现,应用处理器变为多种应用的处理器。同时,一些低端的应用被集成到基频处理器中。
 整理:水清木华研究中心
应用处理器的需求有五点:
1、 性能,包括多媒体任务处理性能和多任务执行性能。 2、 成本,包括芯片成本,片上内存成本与用量。 3、 功耗,待机功耗和执行任务时功耗。 4、 扩展性,性能动态余量 ,开发式操作系统合JAVA的支持。 5、 应用开发,硬件软件兼容性、第三方支持,设计工具和支持,服务。
应用处理器设计上分三大流派,一大流派是单ARM内核加阵列处理器,另一大流派为ARM内核+DSP。还有一大流派就是采用门级逻辑电路设计。还有极少数厂家使用RISC结构。
ARM内核最大的优点是软件操作平台易于建设,同时性能也算不错。缺点是性能功耗比不如DSP,因此ARM内核的运算单元适合与上层软件链接而灵活控制手机中的多个设备,DSP就比较适合进行固定模式的运算。ARM性能和运行频率关系很大。需要获得比较强的性能就必须提高时钟频率,提高时钟频率就意味着功耗增大,德州仪器多媒体应用处理器使用的TMS320C55x DSP内核要比ARM11的效率也要高不少。
| 内核 |
ARM7 |
ARM 9 |
ARM 11 |
DSP TMS320C55x |
| 功率消耗单位 |
0.6mW/MHz |
0.7mW/MHz |
0.3mW/MHz |
0.05mW/MIPS |
| 数据吞吐量 |
0.9MIPS/MHz |
1.1MIPS/MHz |
1.25 MIPS/MHz |
2MIPS/MHz |
来源:水清木华研究中心
高比特DSP开发过程耗时冗长,需要投入大量的人力资源和资金,中小公司一般不会单独开发高比特DSP器件。因此多采用ARM内核加阵列处理器。显卡厂家已经累积丰富的图形处理经验,能够以门级逻辑电路设计出多媒体应用处理器。
常见应用处理器价格一览表:
| 厂家 |
型号 |
价格(万片起,美元) |
| 三星 |
S3C2410(200MHz) |
11 |
| 三星 |
S3C2440(400MHz) |
19 |
| 三星 |
S3C2440(300MHz) |
16 |
| 英特尔 |
2700G |
17 |
| 英特尔 |
PXA255 (400MHz) |
35 |
| 英特尔 |
PXA250 (400MHz) |
35 |
| 英特尔 |
PXA270(312MHz) |
32 |
| 德州仪器 |
OMAP5910 |
22 |
| NeoMagic |
MiMagic |
18 |
| 飞思卡尔 |
IMXLVH20 |
15.6 |
| 飞思卡尔 |
IMXLVH15 |
13 |
| Metkvision |
MV8601 |
9.5 |
| 瑞萨 |
SH-MOBILE L |
16.5 | 来源:水清木华研究中心
 来源:水清木华研究中心
本报告有明确指出使用应用处理器的手机统计有69款, 具体如下:
 来源:水清木华研究中心
其中摩托罗拉所占比例最高。摩托罗拉新机推出最多,推出速度最快,因此采用应用处理器最多,达30款。诺基亚可能正在设计采用意法半导体Nomadik的手机,以意法半导体和诺基亚之间多年的合作关系,有可能大量采用Nomadik。日本厂家富士通、NEC、松下、三洋、夏普、京瓷、日立都乐于采用应用处理器,不过都是瑞萨供应的SH-MOBILE。三星则愿意尝试各种各样的应用处理器,LG则选择CoreLogic,也愿意做其他尝试。索尼爱立信的智能手机P800/P900/P910,采用了飞利浦的Nexperia系列芯片,而应用处理器索尼爱立信有意采用飞利浦的PNX4008。西门子手机被明基买下后,极有可能采用联发科的应用处理器,本身明基也是联电的关联企业,联发科也是联电的关联企业,两者合作的可能性很大。
对于中国市场而言,国产手机都处于亏损状态,压低成本是国内手机最关注的,因此联发科获得了大量的市场。而德州仪器、飞利浦、飞思卡尔等国外手机芯片厂家都主要供应进口品牌手机厂家,一旦有联发科取代其地位,便不会改变。如果要进军大陆市场,必须考虑如何和联发科竞争。联发科一向低调神秘,又有联电的支撑,是个难以捉摸和应付的对手。
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