矽玛特瞄准便携式消费产品推出STMP 3700多媒体处理器

关键字： 多媒体处理器  PMP  STMP 3700 

此外，鉴于PMP设备的市场趋势，矽玛特的3700 SoC平台特别以便携视频体验为设计目标。这对满足解码压缩视频不断增长的处理需求，同时保持矽玛特传统的低成本和低功耗优势提出了极大的挑战。

3700产品系列

高集成混合信号3700产品系列具有更低的系统物料清单(BOM)成本、电路板设计和制造组装需要的外部元件更少、通过不使用大体积电路板元件实现小尺寸等一系列优势。

3700产品系列集成了多个主要模拟元件：

* 多通道输出电源管理单元(PMU）

* 电池充电器支持所有常用电池配置及外部5V 电源（如USB、墙壁充电器）

* 信噪比达99dB的立体声DAC提供可与外部解决方案相媲美的音质，但成本和功耗却远低于外部解决方案。DAC输出可驱动直驱耳机放大器和立体声线路输出

* 多输入立体声ADC支持双立体声线路输入和单声道耳机输入

* 高速USB PHY

STMP3738解决方案是3700产品系列中的一员，专为中国市场的视频播放器而开发。由于中国市场内容提供商众多，但数字版权管理(DRM)却极为有限，因此一个不支持DRM和MP3编码功能，但成本更低的解决方案对OEM/ODM为消费者提供下一代视频播放器而言是最为理想的。STMP3738方案采用169BGA和128LQFP封装。后者可实现低成本电路板组装，主要针对中国制造商。尽管128LQFP封装引脚数较低，市场所需的必要功能却一应俱全。这说明3700产品系列灵活性的另一个方面，即支持不同的封装配置，以实现成本和性能方面的平衡。

图1的框图展示了采用128LQFP封装的STMP3738 SoC在典型PMP系统中的应用。芯片的高集成度不仅简化了系统设计而且实现了更大的设计灵活性。

图1：采用128LQFP封装的STMP3738 SoC在典型PMP系统中的应用

低功耗90nm混合信号技术

矽玛特3700产品系列采用低功耗90nm工艺，与之前180nm的3600产品系列相比，跃跳了两个工艺节点。

除了功能密度及性能方面的明显提升之外，在90nm条件下的动态功率也有了大幅降低，甚至是在频率更高的情况下。举例说，3700产品在进行视频播放所需的电压将远低于180nm下简单音频播放的最低电压要求。除了各方面硬件节能特性外，片上电源管理单元(PMU)，配合矽玛特提供的电源管理固件，通过调节电压和频率可进一步优化功耗。

将此技术应用于典型系统的音频播放，电池使用寿命可超过60小时，达到业内领先水平，足以证明该技术的先进性。

多媒体处理和显示

图2展示了视频数据流在视频解码和显示期间如何通过3700产品系统总线。

图1：采用128LQFP封装的STMP3738 SoC在典型PMP系统中的应用

通过观察上图得到：

* 系统从外部存储读取压缩视频数据比特流。视频流通过CPU进行解复用后，压缩视频帧会存储/缓冲到系统存储器中。YUV减色格式，是压缩视频存储的标准格式。

* 利用压缩帧和“参考”帧(YUV Ref)在CPU上执行软件视频解码建立解码帧。

* 如果采用RGB显示，必须启动硬件色彩空间转换器(CSC)、定标器和旋转器处理解码帧(YUV显示)。

* CPU可能需要执行混色或其他一些像素处理，之后处理帧会送到显示控制器。

下面列出组成3700产品系列多媒体处理和显示能力的主要处理单元及外设功能：

* 320MHz ARM926EJ-S处理器：配有16K+16K高速缓存，有助促成30fps QVGA 分辨率基于软件的视频解码。

* 多层AHB总线架构：实现片上和片外存储器的并行存取。

* 加快帧处理速度：利用硬件加快处理CSC、缩放和旋转操作，让CPU得以用最多资源处理视频解码。

* 灵活的显示支持：系统模式(使用和不使用VSYNC定时)RGB/DOTCK、 BT.656，支持各种显示类型，包括连接外部视频DAC或TV编码器用作支持TV-Out。

* 灵活的外置存储器支持：可选择3.3V SDRAM、1.8V移动SDRAM、1.8V移动DDR和3.3V并行NOR，灵活实现功率、性能和成本方面的平衡。

* 灵活的NAND支持：

- 高可配置NAND控制器架构。

- 专用硬件ECC引擎支持4位元和8位元实时修正，修正数据直接存储在存储器中，无需CPU干预。

- 通过片上一次性可编程ROM支持新型NAND。

软件开发套件（SDK）

为3700产品系列重新开发的矽玛特软件开发套件5.0版已开发完毕，关键元件主要有：

* 应用程序：矽玛特软件开发套件为应用程序提供了标准应用程序接口(API)，方便控制主模块。此外，还提供了功能齐全的示例应用程序，可用作起始值和参考代码。

另外，也可利用矽玛特STMP3738交钥匙解决方案，客户只需通过一些简单选项即可对包括菜单布局、语言或字体、位图和显示分辨率等已有的应用进行定制，大大缩短了开发时间。由于交钥匙解决方案的功能已经非常完善，因此无需要再作很大的更动。

* 媒体引擎：NAND驱动器采用灵活的硬件平台，以及4位元和8位元纠错码(ECC)方案编写。因此，可以说几乎无需任何修改而能够支持所有NAND闪存，包括大、小容量SLC和大容量MLC。此外，SD/MMC驱动器为可移动SD卡提供支持。

* LCD驱动器：LCD驱动器可支持所有典型的显示器，包括系统模式(使用和不使用VSYNC定时)、RGB/DOTCK 和 BT.656。众多显示驱动器跟随软件开发套件一起提供给客户，模块架构有助轻易地为没有纳入其中的LCD模块添加支持。

* 内容管理器：提供所有典型功能，包括MTP、歌词和通过元数据排序处理播放列表。

* 音视频引擎：内部开发音视频引擎是为了便于实现其可配置性和可扩展性。支持的格式包括MPEG4、H.26?, VC-1、FLV和RMVB；客户可以在平台上添加不同的解码器，因为解码器和引擎之间的应用程序接口已定义完善和记录存档。硬件设计亦留有足够的空间，可用来进行所有典型的视频处理。

上述理念同样适用于解复用器，用于分析音视频流的文件格式，并为每个解码器提取相关信息。尽管目前已经支持AVI、MP4和ASF，但若有需要可以添加更多的解复用器。最后，该引擎有助于应用程序无缝执行JPEG解码，同时进行音频播放，实现更丰富的用户界面。

作者：Sebastian Ahmed

矽玛特公司高级系统架构师及高级技术专家

Antonio Torrini

矽玛特公司首席架构师及杰出技术专家