0 引言
便攜媒體播放器(Portable Media Player,，PMP),，通常又稱為MP4，因其支持的基本媒體格式為MPEG一4視音頻影視文件,。
MP4的市場發(fā)展速度驚人,，預計2008年全球市場份額將突破210億美元，總出貨量超過2．5億臺,。新一代MP4良好的發(fā)展前景和潛在的無限市場,，吸引著眾多廠商大力研發(fā)，特別是中低端PMP及手持多媒體設備,，由于其成本低廉,，實用性好，利潤空間大,，在中國具有極其廣闊的市場。但是PMP／MP4的生產(chǎn)一般采用制造商+Design House的模式進行,，主流解決方案提供商對其技術都采取了一定嚴格的保密措施,，廠家加盟生產(chǎn)也有相當?shù)馁Y金門檻，這種強力的技術壁壘對一般工程人員進行PMP／MP4的創(chuàng)新設計和研發(fā)造成極大的障礙,。
通過對市場主流PMP產(chǎn)品設計方案的對比分析,，可以為研發(fā)人員提供在不同的技術要求和資金保障前提下，優(yōu)先采用的技術思路,，從而縮短開發(fā)周期,，降低開發(fā)成本，為便攜式媒體播放設備的創(chuàng)新應用提供更為廣闊的發(fā)展空間,。
1 PMP研發(fā)方案分類
目前市場上的主流PMP解決方案,，可以歸類為如下4種：
(1)處理器加圖形加速器
典型代表：$3C2440+SM501開發(fā)板,。
硬件特點：在ARM9開發(fā)板基礎上加入SMS01 2D圖形加速芯片，大大提高了ARM系統(tǒng)的圖形運算能力,，硬件成本低,。
軟件特點：完全采用嵌入式系統(tǒng)方案設計，可以使用VxWorks,，Linux和WinCE等嵌入式操作系統(tǒng),，軟解壓。
缺點：開發(fā)周期長,，特別在視頻疊加,，附加計算等領域難以滿足要求。
(2)DSP加單片機方式
典型代表：DSP5402開發(fā)板,。
硬件特點：用控制芯片彌補DSP在控制方面的不足,，但該控制芯片不支持操作系統(tǒng)，多用于編碼或者工控設計領域,，成本低,。
軟件特點：任何解碼程序和接口設計驅動都必須由開發(fā)者設計，難度較大,。
缺點：開發(fā)周期過長,，對開發(fā)者的要求比較高，視頻顯示性能難以提高,。
(3)控制器加DSP
典型代表：ARM9E開發(fā)板,。
硬件特點：系統(tǒng)的控制能力得以加強，但該構架的芯片界定比較模糊,，芯片往往嚴重冗余,。
軟件特點：支持VxWorks，Linux和winCE等嵌入式操作系統(tǒng),。
總結：控制器加DSP模式開發(fā)周期長,、偏軟、風險比較高,。DSP加控制器模式開發(fā)周期更加漫長,、涉及軟硬兩方面的開發(fā)。
(4)處理器加解碼芯片
典型代表：EM851x,，AUl200,，PXA27x，DM270／320,，i．MX31,，SPC536，Z228,，vweb2005／2010,，G07007／G07007SB,，AK3221，Rockchips等,，參見第2節(jié),。
硬件特點：采用DSP搭配CPU的方式，DSP負責編解碼,，CPU則是針對數(shù)據(jù)存儲,、管理，以及用戶界面與外圍器件的控制,。
軟件特點：可使用VxWorks,，Linux和winCE等嵌入式操作系統(tǒng)，并能為用戶提供額外的操作功能,，如游戲,、記事本等。
總結：開發(fā)周期短,，開發(fā)結果質量有保障,，但成本過分高昂。
2 主流PMP廠家解決方案對比
目前市場上銷售的PMP雖然品牌眾多,，但基本上都可歸屬到“處理器加解碼芯片”模式,；其解決方案來源于下面幾個供應商，其自主開發(fā)空間也限于其API接口框架內,；各解決方案的特性分述如下：
2．1 AMD Alchemy解決方案
AMD于2005年推出專門為PMP設計的處理器Alchemy AUl200,。這是一個低功耗、高性能的系統(tǒng)解決方案,，支持多種視頻格式,，集成化媒體加速引擎，不需要外部DSP,，編程模式簡單,，可以擴展到大型顯示屏(1024×768)，支持DDRl和DDR2內存,，總體方案成本低,，主頻達500 MHz；軟件設計可以在Linux內核上進行,。
缺點：硬件不支持RM格式，要通過轉換軟件來支持,。
2．2 英特爾PXA27x的解決方案
英特爾公司于2003年底推出的PXA27x嵌入式處理器,，最高頻率可達624 MHz，配合嵌入式Linux或win(：E操作系統(tǒng),，理論上可以支持任何媒體格式,，并通過軟件升級,，支持未來媒體格式。但由于MPEG一2對硬件的極高要求,，因此單純依靠PXA27x處理器進行MPEG-2編解碼是不現(xiàn)實的,。其中，英特爾PXA270不是專門為PMP設計,，它最初出現(xiàn)在PDA上,；之所以選擇PXA270作為PMP處理器，是源于它強勁的多媒體處理能力與獨特的節(jié)電技術,。
英特爾公司于2004年推出了2700G多媒體加速芯片,，配合PxA270進行視頻加速與3D加速，完美解決了MPEG一2編解碼問題,，更使基于PXA27x的PMP產(chǎn)品能向多功能化發(fā)展,，可以加入游戲、攝像等功能,，成為個人娛樂終端,。
Intel公司專門為Linux提供了相關的多媒體與無線通信應用的優(yōu)化函數(shù)庫，所以采用Linux可使產(chǎn)品的研發(fā)周期大大縮短,。
缺點：成本可能較高,，需要外部DSP。
2．3 TI DM320DSP+ARM處理器的解決方案
TI的方案是利用DM320 DSP進行音視頻編解碼處理,，ARM處理器負責系統(tǒng)處理及提供外圍設備接口,。與TI方案SigmaDesigns方案一樣，支持的媒體類型非常豐富,，具有錄制和播放功能,，編解碼能力強，還可具備PVR的功能(即錄制和播放可雙工同時進行),，支持USB2．0,，HDD，SI),。CF,，MS等，但在成本上并不具備優(yōu)勢,。
缺點：必須配合ARM處理器,，成本不占優(yōu)勢，功耗較大,；不支持網(wǎng)絡視頻格式RM／RMVB,，低性能應用處理器，ARM 80～160 MHz，有限的軟件解決方案,，需要客戶做大量的軟件編程工作,。
2．4 SigmaDesigns EM851x方案
SigmaDesigns 851x處理器是目前性能最強的專業(yè)解碼芯片，集成200 MHz 32位RISC處理器和MPEG解碼處理器,，無需其他外圍芯片支持,，即可完成系統(tǒng)所需各種接口及流暢的多格式視頻解碼。
優(yōu)點：單芯片,，低功耗,；硬核視頻解碼，視頻播放效果好,。
缺點：不支持RM,，RMVB等視頻格式，存儲器只能接普通SDRAM,，不能接DDR2,。
2．5 凌陽SPCA536解決方案
凌陽(Sunplus)的SPCA536解決方案價格低廉，支持媒體類型單純,，功能單一,；支持的格式非常有限(視頻格式僅支持MPEG-4編解碼，音頻格式也比較單一),，視頻解碼能力比較差,，解大文件視頻文件會有停頓等；需要使用轉換軟件將各種音視頻文件壓縮成(*．mpx)格式,，才能在該機播放,。該方案也支持數(shù)碼拍照，圖像瀏覽等功能,。
2．6 vweb解決方案
vweb是一家SoC(片上系統(tǒng))解決方案領域上的領先供應商,。其VW2010是即時MPEG-1，MPEG-2和MPEG一4音視訊系統(tǒng)編解碼晶片(同時壓縮,、解壓或編碼,、解碼)，完全相容ISO／IEC-11172—2,，ISO／IEC一13818-2,，ISO／IEC：-14496-2和ITU-T H．263(基線)。
優(yōu)點：功能強大,，有豐富的SDK接口文檔,，支持格式也比較多。
缺點：只有PCI式和USB式2種解碼芯片接口,，導致物理應用不方便,。
2．7 Z228解決方案
Z228是上海杰得微電子公司2006年3月發(fā)布的應用處理器,，這是中國自主開發(fā)的第一款O．13μm中、高端MAP,。基于ARM926EJ嵌入式CPU 內核,，包含MPEG-4格式的硬件全雙工編解碼器,，具有豐富的多媒體接口。具有WinCE和Linux兩個版本的硬件設計工具包(HDK)和軟件開發(fā)工具包(SDK),。
Z228的硬件視頻編解碼器支持MPEG-4／H．263雙工格式,，最大圖像尺寸是VGA(640×480)，最快速度是30 f／s,。編解碼同時全速運行ARM926EJ的負荷低于5％,，也就是說它基本上是獨立工作的，幾乎不占用CPUJ的資源,，雙工全速運行時功耗低于120 mW,。Z228中還內置了類似計算機顯示芯片中的2D視頻后處理引擎，支持色度空間轉換,、任意尺度圖像縮放,、VBR(可變碼率)、CBR(固定碼率),、 VFR(可變幀率),、CFR(固定幀率)、去方塊和去環(huán)濾波,、亮度／對比度／飽和度校正,、抖動(Dithe—ring)、圖像掩模,、畫中畫等功能,。解碼后的視頻圖像經(jīng)該引擎處理后直接上屏．無需CPU干預，在不增加功耗的前提下,，實現(xiàn)視頻的流暢播放,。
優(yōu)點：國內比較好的解碼芯片，解碼格式比較多,，并且開發(fā)板采用雙層設計,，很容易實現(xiàn)擴充和擴展。在智能監(jiān)控,、視頻服務器,、手持信息終端(HIT)、智能手機等系統(tǒng)設計方面有成熟和完整的解決方案,。
缺點：由于屬于剛剛量產(chǎn)的國內為數(shù)不多的優(yōu)秀解碼芯片,，價格會比較昂貴。
目前活躍在中國大陸的PMP整機解決方案供應商還有：飛思卡爾i．MX31解決方案(多應用于智能手機)，Zoran基于C()ACH 7系列的解決方案(主要用于數(shù)碼攝像機),，Ittiam的MediaAlbum方案(支持高質量多媒體錄制,、存儲、播放和流媒體支持),，飛利浦的基于 TriMe—dia的便攜式多媒體(Media Box)解決方案,，以及基于Blackfin的，ADSPBF532芯片的解決方案等,。
3 各種PMP解決方案的成本比較
由于PMP產(chǎn)品的研發(fā)難度較大,，目前市面上的大多數(shù)PMP產(chǎn)品均為國外或臺灣地區(qū)設計，按照生產(chǎn)商加Design}tollse的模式運行,。表1的解決方案成本,，主要是針對制造商的。國內一些制造商為了降低成本,，還采用多個廠家聯(lián)合購買解決方案的方式進行生產(chǎn),。對于主要面向科研的獨立開發(fā)者而言，其初始投入顯得較高,。
4 PMP開發(fā)面臨的尷尬局面
由于PMP技術還遠沒有達到普及階段,，仍然屬于炙手可熱的技術，其利潤空間還有巨大的回旋余地,，因此各種PMP方案的開發(fā)板,，也還沒有達到普及學習的階段，并且只能通過直接代理或者中間商購買開發(fā)包,，開發(fā)板的購買者或研究者要承擔分銷商及主流公司開發(fā)的部分費用,。
開發(fā)板費用居高不下，最明顯的原因有2個方面：
(1)開發(fā)板與最終產(chǎn)品不同,，開發(fā)板必須附加技術性很強的資料及開發(fā)文獻,，所以在目前供應商在沒有完全獲得全部利潤之前，很多費用仍要由開發(fā)者買單,。供應商通過這種高收費手段,，轉移資金壓力和減少自身經(jīng)營風險。
(2)眾多的開發(fā)板是由供應商自己設計完成,，很大程度上攜帶了該公司所有的技術核心,，導致這些公司將所有的開發(fā)費用直接轉嫁到開發(fā)板中。
所以從開發(fā)商或者代理商直接獲得SDK及開發(fā)板的費用基本相當,，甚至代理商的費用高于開發(fā)商的情況也是很普遍的,。簡而言之，在PMP產(chǎn)品未廣泛普及之前,，獲得相關開發(fā)板及技術資料的代價是相當高昂的,。
5 結 語
PMP自主研發(fā)的方案選擇,，由于PMP沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準，在技術上彼此存在很大的差別,。根據(jù)媒體播放的核心支持進行劃分,，其自主研發(fā)思路可以分為2個主流方向：
(1)以解碼芯片為核心。解碼芯片提供豐富的API接口供開發(fā)者使用,，性能優(yōu)良,，可以大大地提高開發(fā)速度，縮短開發(fā)的時間周期,。該技術優(yōu)勢明顯，但也同樣存在著明顯的缺陷：技術購買費用高昂,、不能進行軟件升級,。開發(fā)平臺需要約5～50萬元。
(2)以圖形加速為輔助,，以高性能CPU為核心,。該技術方式的主要優(yōu)點不僅可以播放多媒體文件，還可以上網(wǎng),、打字,、玩游戲等；最可貴的是解碼軟件可以根據(jù)需要進行升級,，可以使用戶始終支持當前最流行的影音格式,。開發(fā)平臺需要約3～8萬元。
(3)自主研發(fā)方案選擇,。從目前市場運作成本及研發(fā)速度的角度進行分析,，“以圖形加速為輔助，以高性能CPU為核心”的技術方式開發(fā)產(chǎn)品,，可以獲得良好的性能價格比,，并且可以隨時升級媒體播放軟件，具有目前主流芯片解碼方式不具備的優(yōu)點,，可作高端多功能多媒體設備的研發(fā)選擇,。在軟件研發(fā)中，采用Linux 內核作為程序開發(fā)平臺,，充分利用開源代碼,，可以極大的降低設計難度，提高研發(fā)速度,。
而若為盡快使新產(chǎn)品搶占市場,，必須提高研發(fā)產(chǎn)品的速度，則以硬件解碼芯片為核心的PMP技術方向是最為理想的,；這也是目前市場最為流行的研發(fā)模式,。對于高校和研究機構而言,，在市場因素不明顯的前提下，“以CPU為核心”結合Linux開源架構的技術方案有助于將研發(fā)力量集中于創(chuàng)新應用和學術研究之上,，可作為首選方案,。