SuperH族(以下簡稱SH)為瑞薩科技單片機中的最高端產品之一,在其高性能得到充分發(fā)揮的基礎上,在對應多媒體產品方面的能力也得到了進一步的體現(xiàn)。 面向各種應用需求,SuperH的優(yōu)勢在于其綜合考慮了功能、功耗、各種成本,并在此之上提供多樣化的解決方案。
■對應多媒體處理
近年來,在數(shù)碼照相機、數(shù)碼攝像機、汽車導航系統(tǒng)及PND(Portable Navigation Device, 便攜式自動導航系統(tǒng))等民用設備中,對音頻、視頻、圖像處理等多媒體設備的需求日益增加。控制這些設備性能的關鍵在用于對聲音及圖像的記錄、復制以及轉化的Encode/DeCode數(shù)據處理性能,只要遵循數(shù)據形式及運算方式的各種既定格式即可使其在設計方面得以實現(xiàn)。如果只是面對電腦,幾乎可以執(zhí)行所有處理,因此無需在功耗方面考慮過多;但如果是以電池驅動的手機或汽車搭載設備,則必須在考慮處理性能的同時,兼顧功耗及成本問題。
■對應各種應用需求
瑞薩科技開發(fā)了各種可對應眾多面向民用設備的產品,尤其在多媒體方面的技術開發(fā)上更是傾力而為,這一點從其保有的眾多產品上即可看出。高速大容量的數(shù)據處理是多媒體所必需的,因此高端SH族,尤其是SH-4及SH-4A在多媒體的應用中非常廣泛。
就產品而言,可分為擁有多媒體功能的泛用品及以應用為主的專用SoC和系統(tǒng)LSI這兩種。其中泛用品在系統(tǒng)設計上的自由度較高,也就是說,其機能及性能完全依賴設計者本身,尤其容易涉及到軟件設計方面的成本負擔。對應于此,系統(tǒng)LSI在設計的自由度上雖受到限制,卻能使高性能需求得到滿足。瑞薩的現(xiàn)有產品中,針對前一種需求,有充分發(fā)揮了SH-4A的超強處理性能的多媒體處理中間件群,可直接減輕用戶在設計方面的成本負擔。針對后一種需求則是在作為手機設備用的SH-Mobile及面向汽車導航系統(tǒng)、PND的SH Navi上,瑞薩也集合了前所未有的眾多產品群。例如SH-MobileR2(SH7723),內置最大工作頻率為400MHz的SH-4A CPU內核,F(xiàn)PU(Floating-point Processing Unit),支持H.264/MPEG-4 AVC,此外還支持MPEG4編碼/解碼、VC-1解碼的多媒體編解碼器視頻處理IP,同時它采用的2D圖形加速器可完成4個頂點的表面繪制、多邊形繪制、線繪制、高功能粗線繪制及消除鋸齒等功能,成為配備了LCD控制器、TS接口及聲音輸入/輸出的系統(tǒng)LSI。
■功能上IP化、平臺化的推進
如果從系統(tǒng)的構成方面來考慮多媒體處理,則可分為主CPU通過軟件處理進行所有數(shù)據的Encode/DeCode方式和依靠所搭載的專用Encode/DeCode引擎來使硬件進行各種處理的方式。成效方面,將軟、硬件結合的方式其效果遠大于單純使用軟件或單純使用硬件。在瑞薩提供的應用中,則是將硬件IP和中間件IP分別使用,或是將兩者混合,以提供綜合考慮了性能、功耗以及各種成本的產品。
此外,瑞薩所持有的卓越優(yōu)勢也體現(xiàn)在實現(xiàn)視頻、音頻、圖形、網絡等技術的高效封裝,進一步推進技術的零件化、IP化上。這也使EXREAL-Media的平臺化進程取得了成功。此后,更確立了將各種功能與應用相結合,以提供可對應各種應用需求的SoC體制。在此,針對音頻、視頻及圖形處理IP為大家進行進一步的介紹。
● SPU(Sound Processing Unit)
作為硬件IP,SPU進一步強化了DSP與數(shù)據傳送。具體的說,其構造是由24位的DSP同完成數(shù)據輸入輸出的DMAC(Direct Memory Access Controller)共同組成。
其優(yōu)勢在于SPU由專用硬件構成,耗電量極低,又同時能夠對應WMA、AAC等多種音頻格式。實際上,第二代的SPU (SPU2)現(xiàn)已搭載在SH-Mobile R2等產品中。此外,針對SH-4A、SH-4ADSP等單片機,也擁有能夠對應各種音頻格式的數(shù)量豐富的中間件。
● VPU(Video Processing Unit,視頻處理單元)
VPU所具備的優(yōu)勢體現(xiàn)在可根據針對各種應用及編碼/解碼方式的不同軟件,廣泛使用于從解決方案到由專用硬件構成的應用案例中。同時,能夠協(xié)調處理硬件與軟件的VPU,不僅綜合考慮了性能、功率及成本問題,還具備可對應從QVGA到HD分辨率的各種解決方案。VPU的編碼/解碼均采用復數(shù)形式,因此無論是在對MPEG2、MEPEG4、H264及VC-1,還是對被國內廣泛采用的AVS,其應用均得到了進一步的推進。
● 圖形引擎
圖形引擎在針對SH-Navi及SH-Mobile上,分別具有可對應3D的高速圖形處理IP。例如用于SH-MobileR的2D圖形處理,根據硬件與軟件的不同組合,最大可比單純使用軟件的處理速度快15倍。在汽車導航系統(tǒng)及PND中有時需要將2D與3D的畫面合成。憑借搭載了最大操作速率600MHz的SH-4A內核的SH7775(SH-Navi II-G),其裝載的地圖繪制中間件則可使用繪制引擎完成地圖、大樓等二維圖像與三維圖像的同時繪制。