用户体验主导应用处理器差异化开发

综观2014年全球应用处理器(Application Processor，AP)在智能手机、平板电脑为主的消费电子市场的出货量，根据DIGITIMES Research的统计约为15.2亿颗的规模，较2013年增长19.6%；然而，进入2015年，由于平板电脑市场可能出现的萎缩，预计这一数值将达到16.5亿颗，年增长率为8.5%左右。在供应厂商方面，Qualcomm仍将是行业内的出货龙头，联发科技则因4G方案的成熟而紧跟其后，并且逐步缩小差距，其他厂商如英特尔、Marvell、展讯等也将借助产品性价比和渠道优势，在2015年内呈现明显的出货增长。此外，值得一提的是，包括三星电子、LG、华为在内的智能手机品牌在近年内也逐步加大了自有架构应用处理器的采用比例，使得这一市场上的竞争日趋激烈。

2012至2015年全球应用处理器市场出货量统计（资料来源：DIGITIMES Research）
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SoC集成方案成为主流 对于智能手机市场来讲，2015年可谓是64位八核处理器真正商用化的一年。从2014年各大厂商纷纷发布64位ARM处理器方案，到今年年初美国CES展上正式推出搭载Qualcomm骁龙810(64位八核处理器)的LG G Flex 2旗舰型智能手机，以及刚刚发布的小米Note顶配版，无不标志着应用处理器已经进入到一个处理速度更快、更高效节能的时代。

Qualcomm Technologies产品市场高级总监鲍山泉

对此，Qualcomm Technologies产品市场高级总监鲍山泉认为：“64位处理器将是近一两年市场发展的主旋律，目前Qualcomm的芯片从高端到中低端都已支持64位，包括骁龙800、600和400系列。同时，各大主流厂商都在主推把主处理器与Modem集于一体的SoC系统级芯片，这种解决方案将带来两个好处：一是整体芯片的尺寸更小，本来要做两个芯片的地方现在只需要用一个芯片，这对于产品外型的小型化设计大有帮助；二是功耗和成本更优化，将两个芯片合成在一起，很多资源可以共用，有助于实现更佳地成本控制和功耗控制。” Qualcomm骁龙810就是一个将调制解调器(Modem)和主处理器集成在一起的SoC方案，并且在Modem部分有较大的提升，增加了对LTE Category 9载波聚合的支持，通过聚合三个带宽20MHz的LTE载波，可实现高达450Mbps的下载速度，从用户体验来讲，即便在离基站很远的地方也能获得较高的数据通量。在对这种典型的异构计算平台的开发上，只需通过Qualcomm提供的一个编译器进行编辑分配，而不必去管这个任务是在CPU上跑还是GPU上跑，大大方便了应用者的开发利用。另据了解，目前Qualcomm也正在与OpenCL等操作系统和行业标准组织展开合作，目的是将芯片底层和软件操作系统方面做到标准化，实现整个生态系统内更好的协同工作。 与此同时，鲍山泉也强调道，尽管SoC方案渐成主流，现阶段独立应用处理器在手机领域中的市场份额较小，但它并不会因此而完全退出市场。这是因为Modem与AP的生命周期是不一样的，当AP的发展速度和Modem的发展速度不匹配的时候，厂商就会推出不同的产品，只有当两者都较为成熟时，才可以推出集成式的SoC芯片。此外，对于中低端产品而言，因为对成本较为敏感，所以一般都会采用SoC方案；而在平板电脑、车载电子和可穿戴终端市场，对于芯片的功耗要求更高，有的可能也不需要支持LTE网络连接的Modem，因而只需要单独的AP就可以了。 本文为《国际电子商情》原创，版权所有，谢绝转载 本文下一页：消费模式驱动快速演进 {pagination} 联发科技相关负责人也表示道，目前在SoC应用处理器的开发上大多以Big.little大小核架构为主，大核主要体现CPU优越的处理性能，小核则关注低功耗表现。这种大小核混合式设计方式，以及如何优化大小核架构，将是未来高端处理器发展的重点。此外，CPU和GPU如何实现最佳的混用架构，也会是市场竞争的一个焦点。另一方面，随着系统对高速处理的需求日益提升，加上制造工艺和设计能力的升级，使得处理器的功能要越来越强大；同时，为了适应游戏互动体验的不断增强，也要求GPU能提供更强的支持能力，因此，如何在有限的功耗范围内提高处理能力，令处理器既具备强大的性能，又不能更耗电，是最大的挑战所在。据介绍，联发科技推出的64位8核处理器可同时做到动态开关，从而在性能和功耗上实现平衡，2015年上半年联发科技将推出6模的产品，下半年会推出新的Modem，未来会以64位处理器为主。 消费模式驱动快速演进 从目前众多应用处理器厂商的总体开发动向来看，更加注重用户体验、着重产品方案的差异化是一大趋势。“手机外观设计的薄型化和材质选用，是用户在产品采购中最直观的感受，”鲍山泉说道，“而实际上，这些与应用处理器有很大的关系。以薄型化为例，手机要做到更薄，电池就会相应更小一些，整机功耗也要求更低，而无论是屏幕、射频无线和处理器等，都和主处理器密切相关，因此应用处理器对功耗的控制非常关键。” 例如，屏幕显示部分，在强光下显示时，Qualcomm会采取不提高背光灯亮度，而是增加手机显示像素的屏幕后处理方式，提高对比度，使边距线更清晰，从而在不牺牲功耗的前提下把强光环境下的显示分辨率做到更好。 此外，照相功能是当前手机厂家和用户最为关心的一点，其中包括基本的摄像头像素、暗光下的摄像体验，以及对焦速度等。Qualcomm的开发理念是，在基础硬件之上，实现更多手机层面的差异化、与用户体验更接近的功能。以骁龙810为例，其可支持4K超高清界面和视频，且支持双摄像头，对焦速度更快，通过集成全新的Adreno 430 GPU，该应用处理器在多媒体处理上有了大幅提升，如可支持OpenGL ES 3.1、硬件曲面细分、几何着色器以及可编程混色等等。

Marvell公司移动产品高级总监张路

展望未来应用处理器的技术发展，鲍山泉表示，首先，集成化是大势所趋，将AP、Modem定位、安全、传感器等应用模块集成起来，将会令应用处理器的功能更为强大。其次，用户的消费模式正在驱动这一领域快速演进。例如，随着多屏互动需求的冒升，要求手机上的Wi-Fi功能可提供足够的带宽，以支持与电视、可穿戴设备等其他终端的互联，这可以通过利用MIMO技术，同时在两条通道上工作，或是采用60GHz 802.11ad频段来工作。在智能化控制上，如声控或手势控制的应用，为消费者带来的应用优势越来越明显。而在安全移动支付方面，通过ARM在芯片层面划出的一个隔离区域(Trust Zone)，在用手机做支付输入密码或指纹验证时，个人信息和账户安全会储存在一个相对独立的环境里，这对于手机用户和银行来讲都是非常重要的。特别是，目前越来越多通过微信、微博来传短视频或下载短视频的需求，对于LTE载波聚合的处理能力要求更高，信息量更大，这些都应用处理器目前主要的研发方向。 “手机的发展离不开用户体验的提升，”Marvell公司移动产品高级总监张路说，“Marvell更注重针对不同用户需求进行全面的产品覆盖，方案间具备高兼容性和复用性，可帮助厂商在短时间内快速推出不同定位的终端产品，同时Marvell还可为更细分的市场推出各种专业版本，方便厂商进行针对性的方案选型。”Marvell在2014年底推出了一系列4G 64位SoC应用处理器，其中包括针对中低端大众市场的4核64位的处理器，以及面向中高端市场的8核64位处理器，两款方案均在4G通信技术、摄像头图像处理、安全防护、功耗管理等性能上实现了优化配置，同时具有良好的BOM表现，成本更优，良率更高。 本文为《国际电子商情》原创，版权所有，谢绝转载 本文下一页：工业专用：优化人机界面及实时通讯性能 {pagination} 工业专用：优化人机界面及实时通讯性能 除了消费类电子产品之外，工业、汽车和医疗市场对新型应用处理器的性能要求集中体现在高性能、低功耗、更好的人机界面以及实时通讯等，这主要是因为物联网和4G市场发展均要求终端设备更加智能化，减轻人们使用的负担，以此创造出更好的用户体验。

德州仪器(TI)EP嵌入式处理器业务拓展经理鲍震

德州仪器(TI)EP嵌入式处理器业务拓展经理鲍震表示，在专业领域内的应用处理器开发上，主要面临的挑战包括构建完整软件生态系统，掌握实现高性能、低功耗的高级工艺流程。另外，就是需要对新型应用处理器的目标市场做更深入的研究，为市场带来一整套参考设计或完整的解决方案，帮助客户实现产品设计。 TI嵌入式处理器的关键特征是将数字信号处理器和协处理器进行了集成，如可编程实时单元，为客户的深度创新创建了重要的平台。例如，其DRA72x “Jacinto 6 Eco”片上系统(SoC)能与最广泛的ARM Cortex-A15设备系列软硬件相兼容，帮助制造商在种类繁多的汽车(包括发展迅速的初、中级汽车)中经济高效地集成和提供高完整性的音频、同步多媒体流与设备连接，同时还能使汽车制造商通过集成的加速性能、汽车外设和软件的实用性来降低系统总成本。 另外，针对工业领域，TI还推出了全新的Sitara AM437x处理器系列，该产品系列集成了针对自动化和工业驱动器的工业协议支持，并具有双摄像头等新特性，适用于具有条形码扫描功能的数据终端设备。AM437x处理器集成了外设的高性能ARM Cortex-A9与四核可编程实时单元PRU，可协助客户开发适用于工厂自动化、PLC可编程逻辑控制器、家庭自动化、物联网网关以及人机界面等领域的应用。 “处理器在技术和应用上正朝着在单机片上实现多核(ARM、DSP或ARM与DSP)或多协处理器的方向发展。未来TI还会推出多种DSP核、ARM核的处理器，或者是各种各样的协处理器，例如可编程实时单元和工业通讯子系统、视频加速器和视频智能分析等。”鲍震说道。