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便携式视频产品设计要诀

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时间:2008-09-08 10:40:00       来源:

微软的Vista操作系统采用了DRM软件。其视频路径保护(PVP)系统可使受DRM保护的内容不被运行着的未注册软件使用。它还可对传送至显示器或图形卡的信息进行加密,从而使盗用媒体内容的行径更困难。
        
最重要的编解码器
       
针对多媒体便携式产品的更多高性能视频编解码器正在浮现出来。最新的编解码器(如MPEG-4)使得一系列新产品和新服务成为可能。目前市面上的可扩展便携式视频“jukebox”可处理广播级质量的流视频。另外,与其它事情一样,向后兼容非常重要。例如,一款MPEG-4编解码器能不支持MPEG-3和MPEG-2编解码器吗?
       
高清先进视频编解码器(AVCHD)标准是高清流视频背后的推动因素。在2006年,索尼和松下引进了该高清记录格式,它采用的是MPEG-4 AVC(H.264)视频编解码器。它可利用各种存储媒介(如8cm可录制DVD光盘、硬盘或闪存卡)的优势。该高清格式与其它手持录像机录制格式相互竞争,特别是HDV和MiniDV。
       
H.264视频编解码器的压缩比是老的MPEG-2编解码器的两倍多。它们可以更少空间提供MPEG-2视频质量的录制。富士通微电子(美国)、Algo Embedded Systems、Silicon Hive、W&W Communications和Mobilygen都可提供H.264编解码器。
        
不过,H.264并非完美无缺。编辑及转换这些文件会消耗大量存储器和处理资源。与MPEG-2编解码器进行的类似处理相比,解码和再编码AVC占用的资源要多得多。
        
而且,AVCHD采用长GOP(图片组)帧存储。该方法虽然具有空间效率,但却带来材料编辑和编码方面的挑战。(GOP是组合在一起并被回放的独立图片帧,这样观众就感受到视频的空间运动。)但与开始时装在家用PC上的MPEG-2所遭遇的负担一样(甚至需要专用PCI解码器卡),随着时间的推移,特别是借助多核CPU,将克服AVC的挑战。
        
目前市场上有很多种支持编解码器的工具,如ON2 Technologies的Hantro 8190多格式寄存器传输级(RTL)视频解码器。该公司利用ARM的NEON处理器来优化好几个ON2视频软件编解码器的性能。
        
重要的是要理解,压缩标准只规定如何解码压缩的信息流。它并没规定编码是如何实施的。因此,相同标准的两个实现并不返回同样的压缩比或提供同样的图像质量、它们也不会以相同限制去约束位速率。
        
总的来说,高级的移动电话等便携视频产品通常采用两类存储器:易失和非易失。前者存储工作中的数据;后者(主要是若干类闪存)一般存储操作系统和应用程序。
        
在便携视频产品中应使用移动RAM来处理多个复杂功能,因为在这种场合,处理功率、灵活性、速度、密度和带宽是主要要求。事实上,移动RAM的双倍数据速率(DDR)版本将具有更优异的性能。
        
为满足便携视频产品对小体积、低成本的要求,许多设计师已经开始采用代码映射技术。在这种情况,代码存储在低成本NAND闪存内。在启动时,代码从NAND闪存下载进易失存储器并在此被执行。虽然此举会略微延长启动引导时间,但它的确提升了整个运行速度。
        
节能降耗
        
能源是便携视频产品内的稀缺资源,特别是当采用电池供电时。选择一款能耗不高但可提供高清流视频支持的强大处理器是项极具挑战的任务。幸运的是,由于几项技术的进步,该领域已经取得了许多市场渴望的性能提升。
        
根据Nvidia的介绍,其APX 2500高清计算芯片可提供最低的功耗(图5)。在Windows Mobile手机上,它能支持约10小时的720p高清视频。



设计师还可借助低压视频放大器等电路元件进一步降低功耗。美信开发的MAX9509视频放大器IC可工作在1.8V,而不是通常的3.3V。美信表示,与其它典型视频放大器IC相比,MAX9509的功耗降低了75%以上。
        
美信把该进步归功于其直接驱动技术。由于放大器仅当有输入信号且负载连接时才开启,而当便携视频产品的输出视频插孔没有输出连接时则关闭,所以进一步节省了功耗。一旦负载再次连接,则放大器又开启。
        
选择合适的显示器也可降低功耗。有源矩阵LCD是最常用的便携视频显示器。全彩流视频LCD要求LED背光必须很有效率,一般可借助LED阵列来满足该要求。
        
新兴的有机LED(OLED)不需背光,从而可提供更低功耗。OLED还更可靠更轻便。另外,它们还具有优异的图像质量和对比度,且还可采用低成本工艺方法制造。但如要完全取代LCD显示器,还有很多工作需要完成。
        
索尼推出了一款用于便携设备、2.5英寸对角线屏幕的柔性OLED显示器原型。该显示器仅0.3mm厚,它可呈现1,680万种色彩、具有120×160像素分辨率。它采用的是在塑料基底上直接沉积薄膜晶体管的技术。
        
考察一下便携视频领域近期取得的其它所有进展,会对当今的显示技术怀有更新期待。消费者不太会情愿在如此小的屏幕上长时间收看情节完整的电影和电视剧。相反,当今的消费者希望通过大显示屏(如电视)与朋友和家人分享媒体内容。除带来更愉悦的观看体验外,这种转变还降低了便携设备的功耗。
        
最佳传输方法是高清多媒体接口(HDMI),但HDMI发射器一般很耗电,所以在电池供电的应用中使用起来很困难。
        
ADI的ADV7520NK的低功耗HDMI发射器有助于打破这一困局。据ADI介绍,ADV7520NK的有源功耗只有市场上其它器件的一半多,其18μW待机功耗不到竞争产品的25%。
        
最后,用于便携媒体设备的视频技术进步非常快,所以即使对一两年内的态势做出正确估算都很艰难。看一看今年一月在拉斯维加斯举行的全球消费电子大展,期间,LG电子展出了其Mobile Pedestrian Handhelds(MPH),三星推出了其Advanced VSB设备。
        
这些产品是未来几年内新一代便携视频产品的原型,它们是为接收美国电视广播信号设计的。为了在手机和其它便携式多媒体设备上实现信号接收,它们将采用不同的解码方法来修改信号。

本文来源:《Electronic Design》
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