高性能多媒体处理技术（瑞萨）

高性能多媒体处理技术（瑞萨）

SuperH族（以下简称SH）为瑞萨科技单片机中的最高端产品之一，在其高性能得到充分发挥的基础上，在对应多媒体产品方面的能力也得到了进一步的体现。 面向各种应用需求，SuperH的优势在于其综合考虑了功能、功耗、各种成本，并在此之上提供多样化的解决方案。

■对应多媒体处理
近年来，在数码照相机、数码摄像机、汽车导航系统及PND（Portable Navigation Device, 便携式自动导航系统）等民用设备中，对音频、视频、图像处理等多媒体设备的需求日益增加。控制这些设备性能的关键在用于对声音及图像的记录、复制以及转化的Encode/DeCode数据处理性能,只要遵循数据形式及运算方式的各种既定格式即可使其在设计方面得以实现。如果只是面对电脑，几乎可以执行所有处理，因此无需在功耗方面考虑过多；但如果是以电池驱动的手机或汽车搭载设备，则必须在考虑处理性能的同时，兼顾功耗及成本问题。

■对应各种应用需求
瑞萨科技开发了各种可对应众多面向民用设备的产品，尤其在多媒体方面的技术开发上更是倾力而为，这一点从其保有的众多产品上即可看出。高速大容量的数据处理是多媒体所必需的，因此高端SH族，尤其是SH-4及SH-4A在多媒体的应用中非常广泛。
就产品而言，可分为拥有多媒体功能的泛用品及以应用为主的专用SoC和系统LSI这两种。其中泛用品在系统设计上的自由度较高，也就是说，其机能及性能完全依赖设计者本身，尤其容易涉及到软件设计方面的成本负担。对应于此，系统LSI在设计的自由度上虽受到限制，却能使高性能需求得到满足。瑞萨的现有产品中，针对前一种需求，有充分发挥了SH-4A的超强处理性能的多媒体处理中间件群，可直接减轻用户在设计方面的成本负担。针对后一种需求则是在作为手机设备用的SH-Mobile及面向汽车导航系统、PND的SH Navi上，瑞萨也集合了前所未有的众多产品群。例如SH-MobileR2（SH7723），内置最大工作频率为400MHz的SH-4A CPU内核，FPU（Floating-point Processing Unit），支持H.264/MPEG-4 AVC，此外还支持MPEG4编码/解码、VC-1解码的多媒体编解码器视频处理IP，同时它采用的2D图形加速器可完成4个顶点的表面绘制、多边形绘制、线绘制、高功能粗线绘制及消除锯齿等功能，成为配备了LCD控制器、TS接口及声音输入/输出的系统LSI。

■功能上IP化、平台化的推进
如果从系统的构成方面来考虑多媒体处理，则可分为主CPU通过软件处理进行所有数据的Encode/DeCode方式和依靠所搭载的专用Encode/DeCode引擎来使硬件进行各种处理的方式。成效方面，将软、硬件结合的方式其效果远大于单纯使用软件或单纯使用硬件。在瑞萨提供的应用中，则是将硬件IP和中间件IP分别使用，或是将两者混合，以提供综合考虑了性能、功耗以及各种成本的产品。
此外，瑞萨所持有的卓越优势也体现在实现视频、音频、图形、网络等技术的高效封装，进一步推进技术的零件化、IP化上。这也使EXREAL-Media的平台化进程取得了成功。此后，更确立了将各种功能与应用相结合，以提供可对应各种应用需求的SoC体制。在此，针对音频、视频及图形处理IP为大家进行进一步的介绍。

● SPU(Sound Processing Unit)
作为硬件IP，SPU进一步强化了DSP与数据传送。具体的说，其构造是由24位的DSP同完成数据输入输出的DMAC(Direct Memory Access Controller)共同组成。
其优势在于SPU由专用硬件构成，耗电量极低，又同时能够对应WMA、AAC等多种音频格式。实际上，第二代的SPU (SPU2)现已搭载在SH-Mobile R2等产品中。此外，针对SH-4A、SH-4ADSP等单片机，也拥有能够对应各种音频格式的数量丰富的中间件。

● VPU(Video Processing Unit，视频处理单元)
VPU所具备的优势体现在可根据针对各种应用及编码/解码方式的不同软件，广泛使用于从解决方案到由专用硬件构成的应用案例中。同时，能够协调处理硬件与软件的VPU，不仅综合考虑了性能、功率及成本问题，还具备可对应从QVGA到HD分辨率的各种解决方案。VPU的编码/解码均采用复数形式，因此无论是在对MPEG2、MEPEG4、H264及VC-1，还是对被国内广泛采用的AVS，其应用均得到了进一步的推进。

● 图形引擎
图形引擎在针对SH-Navi及SH-Mobile上，分别具有可对应3D的高速图形处理IP。例如用于SH-MobileR的2D图形处理，根据硬件与软件的不同组合，最大可比单纯使用软件的处理速度快15倍。在汽车导航系统及PND中有时需要将2D与3D的画面合成。凭借搭载了最大操作速率600MHz的SH-4A内核的SH7775(SH-Navi II-G)，其装载的地图绘制中间件则可使用绘制引擎完成地图、大楼等二维图像与三维图像的同时绘制。