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❶ PMP的媒體播放器

另外，PMP的格式兼容性和解碼能力跟硬體有關，所以升級比較難。 隨著蘋果公司推出的iPod MP3音樂播放器在全球市場掀起熱賣狂潮後，2003年問世的具備影音播放功能的攜帶型多媒體播放器PMP(Portable Media Player)，被認為是下一個值得期待的移動娛樂裝置。
PMP在功能上並沒有具體界定，雖然不少廠商都將其定義為多媒體播放器，但這類產品在功能集成方面具有很大的靈活性，除了觀看影片的基本功能外還能夠播放音樂、瀏覽圖片，甚至部分產品也兼具視頻錄制、上網以及數碼相機功能。PMP可以通過USB或1394匯流排傳輸資料，快速下載影音文檔到設備中進行播放，並具備液晶屏幕，以滿足移動用戶隨時播放流媒體影音的需求。
PMP在未來能否形成真正的消費熱點還有待市場的考驗，但現階段研發製造PMP播放器的廠商已經不在少數，新加坡CREATIVE、法國Archos、韓國iRiver和SAMSUNG、美國 RCA、日本三洋和索尼、中國台灣的微星、掌寶都紛紛推出了相關產品。 在這一波的PMP產品開發上，除了主要製造商之外，晶元廠商，第三方系統設計公司及軟體業者的積極投入引人關注。與普通的MP3和iPod不同，PMP需要支持眾多的音視頻格式，因此編解碼能力才是PMP的設計重點所在，各大處理器晶元供應商也陸續展開研發投入並發布了各自的PMP參考設計平台。
以PMP內部核心架構來看，許多都是採用DSP搭配CPU的方式，DSP負責編解碼，CPU則是針對數據存儲、管理，以及用戶界面與外圍器件的控制。DSP與CPU的組合還只是設計的一半，PMP至少還需內建NTSC和PAL模擬視頻的編解碼器，連接視頻解碼器與DSP的匯流排，以及LCD顯示的數字介面和驅動晶元，硬碟驅動器的IDE介面，這些設計要點亦不可或缺。另外尚需整合硬碟、快閃記憶體卡及LCD顯示器等組件，外部USB介面、用戶控制按鈕部分也都是重點。要及時並完整的掌握上述設計要求，對於PMP設計者而言是相當不容易的挑戰。
TI是最早涉足PMP產品的晶元供應商之一，在PMP方面佔有舉足輕重的位置。基於TI的DM270/DM320/DM324/OMAP2420等雙核（DSP加ARM）架構的處理器，業界知名的第三方設計公司Ingenient開發出一系列PMP解決方案。基於DM270/DM320的PMP在播放MPEG-2/4、DivX等格式時可以達到30fps 的D1（720x480）畫質。同時DM320方案能在30fps的速率下，對1/2 D1解析度的WMV9或CIF解析度的H.264格式的畫面進行解碼，還能在30fps速率下，執行高畫質、完整D1解析度的MPEG-4編碼。
在業界的PMP解決方案中，TI與Ingenient合作的參考設計平台編解碼能力強，支持的格式相當完整全面。Archos、iRiver、Sony、Olympus、RCA等重量級製造商都先後採用了Ingenient的方案推出了各自的PMP產品。
早期Ingenient的設計選擇嵌入式Linux和Ingenient本身的Microkernel作為操作系統，特別值得關注的是，Ingenient也發布了基於TI DM320和微軟Windows CE . N E T5.0操作系統的最新PMC-Ⅱ方案。
Intel 和AMD兩大巨頭也開始關注PMP市場。Intel寄希望於XScale架構的PXA270嵌入式處理器，但PXA270並不是專門為PMP設計，單純依靠它來完成大尺寸視頻格式的編解碼是不現實的。於是Intel於推出了2700G多媒體加速晶元，配合PXA270進行視頻加速與3D加速，解決了PXA270的缺陷。
AMD也不甘於PMP市場的空白，發布了專為PMP度身定製的處理器AU1200。
PXA270與AU1200都是嵌入式處理器，利用處理器的運算能力，再配合軟體來完成PMP的功能。理論上來講，軟體的編解碼方式對於多媒體格式的支持是沒有限制的。亦即可以支持任何格式。PXA270與AU1200均可支持業界標準的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、DivX、AVI、WMV9等媒體格式，甚至PXA270可以實現對RM/RMVB格式的支持。
微軟提出了攜帶型媒體中心（PMC）的概念，PMC正是結合了Intel的XScale硬體平台和Windows CE . N E T操作系統的PMP。因此Intel與微軟合作緊密，並將CREATIVE和iRiver列為主攻市場的合作生產夥伴。CREATIVE的 Zen PMC和iRiver的PMC-100也已經陸續上市。
AMD跨入PMP領域的時間較晚，為盡快搶占市場，AMD在發布AU1200處理器的同時也PMP。據悉，這個定名為Vassili的參考設計基於Linux操作系統，由AMD、FIC與Implicit Networks公司共同開發完成，內置了20GB微型硬碟，可以存儲4小時視頻內容和12小時的16位CD質量音樂，主要面向OEM客戶。
FREESCALE也有針對PMP的i . M X（龍珠）系列多媒體處理器。深圳泰嘉樂公司不久前採用集成了ARM9內核的i . M X21處理器開發出支持Linux操作系統的PMP。這也是在全球范圍內採用FREESCALE i . M X多媒體處理器設計出的第一個PMP產品。據稱，該產品支持MPEG4、RM/RMVB、AVI等視頻流格式，並帶有攝像功能。FREESCALE計劃為新一代PMP設計提供基於ARM11的i . M X31應用處理器，它將採用90nm工藝製造，支持20小時的MPEG4播放，同時還會集成3D圖形加速引擎，以進一步支持游戲功能。
除了上述廠商以外，提供PMP編解碼晶元的供應商還有ADI、PHILIPS、ST以及夏普等等。夏普的PMP方案是以ARM9的LH7404為核心，並針對低端和高端應用提供了兩種不同的參考設計。ADI也發布了適用於PMP的Blackfin BF566 eM30媒體處理器。另外， MIPS專門針對多媒體應用設計了MIPS32 4KE系列處理器內核，基於MIPS架構的PMP很快將浮出水面。 就硬體層面而言，除嵌入式處理器外，硬碟技術的成長也促成PMP得以發展。不論是2.5英寸還是1.8英寸的微型硬碟，普遍都能提供20~40GB的容量，解決了容納大量影音資料的存儲問題。CREATIVE的 Zen PMC在20GB容量的前提下，能存儲約85小時的視頻文件，或9000首歌曲。
現時各大微型硬碟廠商都在努力研發更小尺寸的產品。對於1英寸的微型硬碟產品，Seagate達到5GB，HITACHI達到6GB。預計不久將有10GB以上的產品推出。中國貴州的南方匯通在該領域也頗具競爭力，推出了容量可達4GB的 0.85英寸的微型硬碟。由於微型硬碟的生產成本還比較高，因此對於低端PMP而言，快閃記憶體也不失為一種不錯的選擇。
對於PMP這種系統相對復雜的攜帶型設備而言，嵌入式操作系統至關重要。時下PMP搭載的操作系統以微軟的Windows CE . N E T與Linux為主。整體而言，Windows CE . N E T 為完整優先權、多任務的操作系統，且用戶界面與PC的Windows XP相近，對應用軟體的支持優勢明顯。不過，微軟操作平台的授權費也比較昂貴，要價每台40美元，這也讓許多PMP廠商望之卻步，轉而投入代碼公開的Linux陣營。
Linux本身的開放性和彈性設計可精簡掉一些次要性能，在提升效率的同時也有效地減少了對硬體資源的需求。Linux是以開放的架構，由幾個基本的區塊組成。如果對硬體重新設計，只要修改Linux其中的部分區塊的功能就可以使用，不會大幅度延長整體產品的上市時程，也可以有效節省成本。不過Linux也有其缺點，開發者必須要想辦法克服其在實時效能上的限制。 PMP代表著便攜數字娛樂設備發展的下一個階段，也因此吸引到眾多業者紛紛加碼推出相關的解決方案及其產品。但相較於廠商的熱度， PMP市場的起飛存在不少障礙。經過2003年和2004年的推廣，PMP兩年的全球總銷售量不到50萬部，不及iPod銷售量的百分之一。PMP的價格平均在400美元到600美元的高價位上，昂貴的價格無疑會大大降低PMP對大眾的吸引力，各大廠商幾乎都一致認為，未來幾年內PMP的性能升級會相當快速，但價格下降空間十分有限。
具有豐富的內容來源也是消費者的訴求重點。以iPod為例，iPod的成功除了自身設計之外，就是擁有音樂超過百萬首、每首歌收費0.99美元的iTunes音樂商店等的豐富資源。所以受到版權保護的影音內容大量增加，屆時才能帶動全球PMP市場的成長。
除了價格、內容以外，PMP還需面對來自其他功能整合的便攜設備的競爭。這些設備包括新的Photo iPod、智能手機和攜帶型DVD播放機等，這些產品在功用上與PMP大同小異，但價格上可以更便宜。
此外，著重數字娛樂的PMP在硬體結構上與著重個人信息管理的PDA相似，它們各自的供應商一直致力將PMP與PDA的市場分開，推動PMP進入規模更大的大眾消費市場，以便取得比iPod更勝一籌的業績。但是，從2005年開始PDA正在增加多媒體處理能力PMP也提供部分PDA的功能。更有甚者，移動手機供應商為保持市場份額，不斷花樣翻新，最容易吸引廣大用戶的肯定是娛樂內容，隨著數字廣播、數字電視的開播，移動手機也會整合更多的數字影音內容。顯然移動手機佔有更大優勢，PDA又比PMP更早進入市場，2004年移動手機的全球出貨量突破6億部，PDA全球出貨量為1千萬部。看來PMP必須奮起直追，推陳出新，才能在競爭熾熱的消費市場中真正起飛。
總之，在價格過高，數字影音內容尚未充裕、使用上未必如DVD播放機、MP3隨身聽方便等不利因素影響下，PMP的普及之路可能會相當漫長。 PMP是半導體供應商討論極熱烈的一個話題，然而對這種新興設備的市場前景，業界可謂眾說紛紜。本文引用了領先IC廠商的觀點，以供大家參考。針對層出不窮的PMP處理器和解決方案，本文從處理能力、支持的視頻格式、功耗等多方面進行了比較。最後，本文探討了PMP的未來技術發展趨勢以及面臨的障礙。
攜帶型媒體播放器(PMP)是被討論最多的一個話題。從來還沒有一種產品像PMP這樣，在市場剛萌芽時就已經成為各大半導體供應商火拚的戰場。從面市的PMP播放器來看，其炫目的功能和高昂的價格同樣都令消費者咂舌。
PMP的市場前景是否如廠商們所希望的那樣一片光明呢？對其最大的威脅來自下一代手機。手機正在把原本屬於其他便攜設備的功能集成到其中，從而壓縮了其他設備的市場空間。PDA就是一個典型的受害者。據市場分析公司In-Stat/MDR的數據，2004年全球PDA的出貨量只有870萬部，甚至低於2003年的1000萬部。該公司還預測，隨著用戶轉向智能電話，未來幾年PDA市場將繼續負增長。PDA的前車之鑒使人們有理由對誕生在手機大集成陰影之下的PMP的前景產生懷疑。
PMP會成為一種成功的產品嗎？支持者似乎更願意拿MP3來做類比。「今天的手機提供了MP3播放功能，但iPOD仍然是最熱賣的產品，所以手機不可能取代所有設備。」TI攜帶型音頻和信息娛樂業務市場經理Guillaume Coffinier表示，「手機必須提供更大的存儲量、更大的顯示屏和更好的視頻性能，才能在PMP的市場空間進行競爭。」
英特爾蜂窩和手持產品部市場經理Jonathan Zapp也表示：「PMP將更類似於攜帶型數字音樂播放器和個人視頻錄像機(PVR)的發展路線。我們看到手機正在以驚人的速度集成視頻、成像等功能，但外形尺寸(屏幕大小)、成本(硬碟和更大的LCD屏)以及電池工作時間等問題將使人們需要一個獨立的PMP設備。」
飛思卡爾半導體亞太區無線及移動系統部市埸經理陳偉志對此表示認同：「同時接聽電話和看電影的願望使消費者希望保持PMP和手機為獨立的產品。」
總的來看，上述因素是PMP無法被手機替代的理由。In-Stat/MDR高級分析師Cindy McCurley預測，在未來四年全球將付運760萬部PMP，到2008年的復合年增長率接近180%。
PMP解決方案推出PMP處理器和解決方案的半導體供應商多達十幾家，包括來自PC陣營的英特爾、AMD,來自手機陣營的TI、Freescale、ADI、飛利浦等，來自視頻處理領域的SigmaDesigns、意法半導體(ST)，來自嵌入式領域的夏普，以及一些試圖抓住PMP機遇的台灣和大陸IC公司，如凌陽(Sunplus)、深圳安凱等。這些廠商提供的處理器因為源自不同的架構，所以在性能、介面、功耗等方面差異很大。在選擇方案時，設計師應該從以下幾個方面來進行比較。
1． 處理能力和支持的視頻格式。在眾多解決方案中，英特爾和AMD提供的是通用處理器，例如英特爾的PXA255早就被iRiver、三星等公司用於攜帶型媒體中心(PMC)產品中。英特爾為PMP提供基於PXA270的開發平台，這種Xscale架構的嵌入式處理器性能強大，最高主頻達到624MHz。而為了不甘落後，AMD推出了專門為PMP設計的處理器AU1200，主頻達到500MHz。作為通用CPU，這兩種器件支持豐富的音視頻格式，包括MPEG-1，MPEG2、MPEG4、WMV9、DivX，XVID，MP3，WMA，WAV，ASF，AVI，JPEG等。由於依賴軟體解碼，所以它們的優點是擴展性強，允許設計者根據需要增加軟體編解碼器，但缺點是會導致較大的功耗。
基於DSP的解決方案包括TI的DM270/DM320、飛利浦的PNX0190和ADI的Blackfin系列(其中BF531用於低端PMP，BF533用於中端PMP，BF561用於高端PMP)。「不過，這樣的方案仍然需要一個MCU(ARM7或ARM9)來處理系統的通用功能，如操作系統和用戶介面等。」TI表示。音視頻解碼是DSP的專長，例如TI的參考設計能夠以30幀/秒的速率解碼半D1解析度的WMV9和CIP解析度的H.264視頻，並能夠以30fps的速率編碼全D1解析度的MPEG-4視頻。除了MPEG-4 SP/ASP、MPEG-2、MPEG-1、DivX、WMV9和JPEG等格式外，ADI表示，基於DSP的解決方案能夠支持更高復雜度的視頻編解碼器，如H.264。而且，基於DSP的PMP也能夠通過軟體升級來支持新的編解碼器。
基於DSP與X86的PMP方案，其音視頻的編解碼工作是由軟體實現，而基於MCU的方案是由硬體實現音視頻的編解碼，例如：Freescale的i . M X31和i . M X31L處理器基於ARM11,集成了多媒體加速器eMMA；安凱的AK3220M晶元內部集成了專用於視頻的硬體解碼器和用於音頻的音頻處理器。由於是基於硬體解碼，所以這類方案支持的音視頻格式種類受到限制，例如Freescale支持MPEG4、H.263的編解碼，但不支持MPEG-2。類似地，夏普的方案是基於ARM9的單顆32位MCU，由於是瞄準低端PMP的方案，支持的媒體格式也較少，不過，該公司計劃很快推出瞄準高端PMP的雙ARM核器件。
事實上，由於視頻格式種類繁多，任何一種方案都不可能支持所有格式，例如對於互聯網上流行的RM、RMVB格式，大部分方案都不能支持。對於不支持的格式，解決方法是先在PC上進行轉碼，然後再在PMP上播放。某些PMP也自帶了格式轉換的軟體。
2． 功耗。對於手機，如何延長待機時間是電源管理的核心問題；而PMP是一種個人娛樂產品，不存在待機的問題，所以，電源管理的核心問題就在於如何降低產品在運行時的功耗。這正是PMP與手機在電源管理方面的顯著差別。為了延長工作時間，設計者必須盡可能選擇功耗小的方案。對PMP的最基本要求是視頻播放時間達到3-4小時，音頻播放時間在10小時以上。通常來說，更依*軟體編解碼的方案將具有更高的功耗，例如英特爾和AMD的方案；而依*硬體進行編解碼的方案更省電，如Freescale的方案；DSP+ARM方案的功耗介於兩者之間。AMD的AU2000針對PMP進行了專門優化，可以支持更長的電池使用壽命。「基於AMD晶元的PMP可以連續播放5-6小時的視頻(1900mAh電池)，或者12小時的音頻。」亞訊科技(AMD的代理商)的資深技術工程師毛文華表示。Intel的PXA270則集成了SpeedStep節電技術，可以在26MHz-624MHz之間自由調節PXA270的主頻。不過，「視頻處理對通用嵌入式CPU來說是非常耗電的任務。」飛利浦半導體的便攜視頻產品行銷經理Dirk JanRiezebos表示，「DSP提供了高度的並行機制，包括強大的多媒體和浮點指令，因此能夠在更低的時鍾頻率和電壓下執行復雜的多媒體演算法，從而降低了整體功耗。」
3．軟體和操作系統(OS)支持。「對於開發PMP的消費電子製造商來說，軟體實際上是最大的挑戰。」英特爾表示。軟體開發是PMP研發中的重頭戲，如果能縮短軟體開發時間，就可以加快產品的上市時間。對於不同架構的硬體，軟體開發的難易程度也有區別。
對基於X86指令的PXA270處理器，編程比較容易。「我們的優勢是每一代產品之間的兼容性，這允許只編寫一次應用程序，就可以在後續的產品開發中使用它們，從而節省了開發時間。」英特爾的Zapp表示。DSP的演算法最復雜，需要耗費大量的編程時間，所以供應商往往會提供完整的軟體解決方案，例如TI與Ingenient合作提供了編解碼演算法和軟體，飛利浦也提供了Nexperia開發套件和媒體軟體套件。
另一方面，「基於MCU的解決方案提供了比DSP解決方案更容易的可編程性。」Freescale的陳偉志表示。
比較特別地，AMD的AU1200是基於MIPS內核。亞訊的毛文華將之與流行的ARM內核進行了比較。「MIPS的運算速度是ARM9的1.7倍，但MIPS的軟體開發環境比ARM9難得多。大部分嵌入式系統工程師對ARM9很熟，而對MIPS不熟。」他說。
在OS方面，大多數PMP使用某種OS，如Linux、微軟PMC或其他OS，有些則不使用任何OS。Freescale認為，PMP定位為數字消費產品，只要它是用戶友好的，並不一定要運行任何OS。
英特爾支持WinCE5.0和微軟 PMC。「此外，一些OEM想開發基於Linux的解決方案，英特爾也同樣支持。」 Zapp表示，並補充道，Linux是免費的，但其實需要更多的開發工作才能使基於Linux的解決方案可以運行。與之類似，AMD和TI也支持Windows和Linux OS。飛利浦和安凱等其他廠商則可提供佔用內存空間非常小的免費實時OS。
除了OS，PMP還需要中間件(如媒體播放器)、編解碼器和應用程序。各家廠商及其第三方可以為OEM提供完整的軟體解決方案，包括板上支持包(BSP)、開發平台、設備驅動程序和應用開發工具等，用戶只需要定製圖形用戶界面(GUI)就可以了。
4．外部介面。豐富的介面使開發商可以擴展功能或在確定外圍器件時有更多的選擇。PMP處理器的外圍介面主要包括存儲器介面、USB介面、存儲卡介面、攝像頭介面、硬碟介面、顯示介面等。現有的方案都支持SDRAM，不過只有AMD、英特爾和飛利浦還能同時支持DDR存儲器，這有利於實現更快的編解碼速率。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的傳輸速度為12Mbps，而USB2.0的傳輸速度為480Mbps，是前者的40倍。此外，Freescale的i . M X31、飛利浦的PNX0190以及英特爾的PXA270還提供了USB OTG介面，以便直接與其他便攜設備相連。為了給客戶提供選擇權，大多數方案至少支持兩種存儲卡格式，如MMC/SD或SD/CF等。
5．成本PMP開發成本包括硬體成本和購買軟體演算法的費用。關於各家公司的方案成本可以參見擴展閱讀。基本上，對低端PMP可以選用凌陽的方案，對於3000-5000元的中端PMP可以選SigmaDesigns,對於5000元以上的高端PMP則要考慮採用TI、Intel、AMD、ADI、Freescale和飛利浦等公司的方案。 視頻/音頻播放是PMP的核心功能，而在此基礎之上，PMP可以擴展諸如視頻錄制、攝像/照相、數碼相冊、收音機、電子書、游戲、上網等豐富的功能，成為一種個人信息和娛樂的攜帶型設備。關於PMP的未來發展趨勢，主要有以下幾個方面：
1． 增加視頻編碼功能，可拍照或錄制TV節目。與手機一樣，照相功能將成為未來PMP的標准配置，這要求硬體增加編碼功能。增加編碼器後，DVD信號、TV節目也可以存儲在PMP上。TI的方案可以通過軟體來完成編碼任務，而其他公司的方案需要使用外部編碼晶元。
2． 增加聯網功能。ADI表示，客戶將在下一代產品中考慮乙太網和Wi-Fi連接。TI認為，瞄準家庭娛樂市場的PMP將集成Wi-Fi或UWB連接，而瞄準的PMP將嵌入數字廣播接收器。Wi-Fi將使PMP可以在家中或熱點區域訪問在線視頻服務，如互聯網電視/廣播等。
3． 增加移動TV功能。下一代PMP還可能增加移動TV功能。「PMP市場的關鍵因素之一是內容，而電視廣播是一種渠道。」 Freescale的陳偉志表示。候選的實現技術包括DVB-H和T-DMB等。
4． 由標清(SD)向高清(HD)顯示發展。「PMP的趨勢之一是從SD轉向HD，因為越來越多的人將擁有HDTV(PMP可以與之連接)，而且HD視頻內容將在家庭中變得普及。」飛利浦表示。5、 3.5寸和4寸屏成為主流。PMP採用的顯示屏從2.5寸到7寸的都有，出於便攜性、成本和功耗等方面的考慮，3.5英寸屏是現時的主流。不過大多數電影的顯示寬高比都是16：9，在4：3的3.5英寸屏上觀看的效果不盡如人意。值得關注的是，三星推出了16：9的4英寸顯示屏。「3.5英寸屏的可視面積只有4英寸屏的2/3，所以未來4英寸屏將更具有優勢。」亞訊的毛文華表示。
6．主流的PMP產品均是採用硬碟作為主要的存儲器，優點在於其存儲容量很大，但硬碟也有缺陷：1、功耗很高；2、成本難以降低；3、抗震性能不強；而其中1和3點正是PMP產品的致命點。所以長期看來，安凱公司認為，隨著Nand快閃記憶體的容量不斷增大和成本的不斷下降，主流PMP產品的存儲器採用Nand快閃記憶體也將逐漸成為必然。 主要障礙包括成本、功耗和內容。無論是國內品牌還是國外品牌的PMP，價格大多在5000元以上，遠高於普通大眾的消費水平。這是制約PMP市場迅速起飛的最大因素。「PMP市場將不會像MP3播放器那樣高速增長，」Parks Associates公司的研究分析師Harry Wang表示，「我們預計未來兩年的需求不溫不火，要到2007年底或2008年初消費者對PMP的興趣才會大漲。」Intel認為，為了得到廣泛採用，PMP設備的價格必須接近199-299美元。亞訊的毛文華持有相同看法：「LCD和硬碟的價格分別下降一半，那麼到2008年的時候PMP市場就會起飛。」
缺乏內容是限制PMP市場發展的另一個因素。英特爾認為，最大的障礙是缺乏合法的和針對PMP優化的內容。與音頻市場不同，翻錄DVD是不合法的，而DVD是視頻內容最合理的來源。藍光和HD-DVD將允許設備進行可管理的拷貝，這將有助解決這個問題。
不過，TI表示，隨著數字廣播等新技術以及MSN視頻下載或TiVoToGo等服務的出現，這個障礙將迅速消失，從而使PMP市場迅速增長。
最後一個問題是連續使用時間。「用戶希望盡情的欣賞數字音頻和移動視頻，而不必擔心電池會很快耗盡。」Freescale的陳偉志表示。關於這個問題，業界仍需繼續努力降低系統功耗或開發更大容量的電池，以滿足用戶的要求。