基于AK3210M應用處理器的多媒體手機設計

隨著手機從單純的語音交流工具發展成集通訊、成像、游戲于一體的多媒體設備，應用處理器正在取代基帶芯片成為手機的核心。本文介紹了集成全方位的多媒體處理與加速模塊，可支持400萬像素的CMOS、CCD照相機以及3D游戲的AK3210M應用處理器及以它為核心的多媒體手機設計。
　　
　　無線網絡、無線服務和手機終端配置三者之間相輔相成。從2G、2.5G再到3G，伴隨著無線網絡的升級，運營商和終端用戶對手機應用又有了更多的期待。移動數據業務和移動增值服務將取代語音通話成為主要的利潤來源。而傳統的以通信基帶為中心的手機架構已經不適應越來越復雜的終端移動運算。應用處理器是未來手機的數據處理引擎與核心，它將引領移動數據業務的騰飛。
　　
　　AK3210M應用處理器采用最高頻率達200MHz的JANUS II微處理器內核，并內嵌一個最高工作頻率為100MHz的DSP。它集成了各種內存控制器、UART口和紅外接口、主/從并口、USB設備接口和MMC/SD接口等。該芯片采用208引腳FBGA/QFP封裝，由0.18umCMOS工藝制造。
　　
　　以AK3210M應用處理器為核心的多媒體手機參考設計如圖1所示。該參考設計基于安凱RTOS，搭配GSM/GPRS模塊或芯片組，可以支持彩信、WAP、照相、錄像、MIDI、MP3、3D游戲等豐富的多媒體娛樂和應用。

　　
　　目前手機的多媒體功能正日益豐富，相關功能已涉及音頻、視頻、圖形與圖像處理等各個方面。AK3210M集成了全方位的多媒體處理與加速模塊，包括LCD控制器、4百萬像素圖像傳感器接口、2D和3D圖形加速、MPEG4、H.26X加速等，并支持MIDI和弦音樂解碼、MP3解碼。
　　
　　其中集成的LCD控制器最大可支持6?0×480的分辨率。根據市場上的LCD產品供應情況，該LCD控制器支持MPU和RGB兩種LCD接口模式。其中，MPU模式最大可支持262K色彩；RGB模式最大支持RGB 24位彩色顯示。通過該兩種接口，AK3210M可以廣泛地支持各種LCD產品，使開發商與制造商具有更大的選擇余地。
　　
　　數碼相機已逐漸成為手機的標準配置。其中，30萬像素數碼相機是目前的主流，而百萬像素照機將成為未來幾年的發展熱點。AK3210M內部集成強大的數碼相機處理模塊。它支持CMOS、CCD兩種圖像傳感器，支持的最大分辨率為400萬像素。此外，它支持CCIR601/656標準。
　　
　　AK3210M內部集成了多種媒體加速器，包括2D/3D圖形加速器、靜態圖像加速器、視頻加速器和音頻加速器等。三維游戲是手機的一個全新應用。三維圖形處理涉及許多復雜的數?運算，傳統的基帶處理器已經不能勝任三維游戲的實時處理。而集成的2D/3D圖形加速器正是把三維游戲移植到手機平臺上的利器。它最大可實現一百萬個三角形每秒的圖形加速處理，可以在手機上實現流暢的三維處理。
　　
　　為實現數碼相機接口的后續處理，AK3210M集成了靜態圖像處理模塊，即JPEG編解碼器。該編解碼器最大可支持四百萬像素的圖像處理。在視頻處理方面，AK3210M還支持MPEG4/H.26X加速處理，支持視頻的單雙向編解碼處理。利用AK3210M該方面的特性，可以在手機上實現百萬像素數碼拍照、視頻錄放、可視電話、視頻會議等功能。
　　
　　在音頻處理方面， 可開放性地實現包括MP3解碼、MIDI 40/6?和弦合成、AMR編解碼等各種音頻標準。
　　
　　為了進一步滿足手機系統和多媒體應用的需要，AK3210M還內嵌有兩個12位DAC和三個10位ADC。其中兩個DAC可用于立體聲音樂處理，ADC則可用于觸摸屏控制及手機電池管理。
　　
　　隨著無線網絡的升級，傳統的以基帶為中心手機終端架構因其數據處理能力有限將成為制約手機數據業務和增值業務升級的阻礙因素。應用處理器憑借其突出的移動計算能力將成為未來手機架構中的核心。
　　
　　安凱AK3210M應用處理器采用片上系統 (SoC)架構，集成了包括視頻、音頻、圖形加速在內各種多媒體處理功能，在降低外圍電路復雜性、縮小整機的尺寸以及降低整機成本等方面具有顯然的優勢，代表著未來手機解決方案的發展方向。