简单的移动SoC设计(入门级)

嵌入式设计应用

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描述

由于预计未来移动领域显著增长部分将来自于入门级设备,所以我坐下来试图思考这种类型的应用处理器应该包括些什么。与同事一番讨论后,我得出如下框图:

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我理想中的入门级移动应用处理器框架

像大多数公关工作人员一样,我经常随身携带两部手机:一个用于个人使用,一个用于商业用途,而其中之一通常是入门级设备。因此,我试图通过思考这样一个问题来回答读者的问题:什么样的新一代、低成本技术设备可以取代我口袋中已有的设备?

选择通用计算处理能力的CPU

选择入门级SoC中的CPU是一个非常具有挑战性的任务。你希望CPU的性能效率在这一级别中最好,但也必须记得,成本很大程度上起决定性因素。

我偏好的CPU配置包括四个双线程MIPS interAptiv处理器集群。由于interAptiv功耗和单位面积效率比竞争方案表现更为优秀,在同等的功耗和面积限制下,我们公司可以提供相较于当前超低价设备性能表现更佳优异的产品;您可以在这里获取更多关于我们最新发布的interAptiv CPU资讯。

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MIPS interAptiv CPUs提供每mW和每mm2更好的性能表现

此外,四个CPU中,每个都支持硬件多线程 ----该技术在所有授权处理器为MIPS架构所独有,它可显著提高应用程序的性能。这意味着,在基于SMP的linux操作系统(比如android)中四个双线程的MIPS interAptiv CPU被视作八核应用处理器。

因此,同样的面积和功耗下,我可以获得一个性能更好的双线程核心。下图给出上述信息的数值表述。一个双线程的interAptiv单核只比竞品单核CPU大0.08倍,而单线程版本的interAptiv单核面积仅占CPU B面积的 80%:

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四核MIPS interAptiv CPU集群被应用程序视为八核处理器

选择一个用于图形和计算的GPU,一个用于视频解码及编码的VPU以及一个用于图像的ISP

在入门级设备中提供GPU性能和特性的正确组合非常重要。在我的超低价移动设备中,我不得不采用PowerVR G6110GPU。

PowerVR G6110包含Rogue架构的所有最新特性,包括32个ALU核心和面积优化的PVR3C三重压缩技术。 G6110是一款单集群GPU,使用了我们的最新一代PVRIC2技术,这为低成本SoC提供了巨大的竞争优势,因为内存带宽是有限、宝贵的资源。

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PowerVR G6110从属于PowerVR Series6XE图形处理器系列,专为优化入门级设备而设计

PowerVR G6110支持最新的图形和计算API标准,包括OpenGL ES3.1、OpenCL1.2和DirectX9_3,而且比竞争双核甚至四核方案性能表现更好。

我的部分工作还包括观看YouTube视频:采访重要高管、对最新设备做评价、对展会或会议实况进行报道 --- 有些报道有时与猫相关。因此,在SoC中集成低功耗视频解码器是重中之重。我们的PowerVR D5500 VPU可以处理所有常用网络视频标准(H.264、VP8和MPEG-4),以及即将出现的H.265格式。最重要的是,PowerVR D5500是一款高效、极低功耗的视频解码器:在解码每秒30帧H264HP 1080p视频时功耗低至10mW。

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PowerVR D5500是一款高灵活性的视频解码器,支持H.265、H.264、VP8、MPEG-4以及许多其它视频格式

当涉及到相机时,我准备采用5百万像素的CMOS传感器。不过,我希望这些图片或视频哪怕在较低分辨率下回看效果依然清晰细腻。集成PowerVR V2500影像处理器最终表现非凡:首先,PowerVR V2500支持10位色彩深度使图像质量在相机与PowerVR E4500视频编码器中得以保留。

其次,PowerVR V2500降低了功耗并减小了系统成本,因为同其它引擎一样它采用同样工艺节点并集成于芯片上。

选择组合连接特性的无线处理单元

再怎么强调Wi-Fi接入的重要性对我来说都不为过,我总是须要我的智能手机时刻连接至互联网。添加一个面积小、省电的Ensigma C4521组合RPU是满足我基本连接需求的最佳选择,该组合连接件支持高速802.11ac协议、经典蓝牙和数字/ FM收音机。

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Ensigma Series4 RPUs以小尺寸来提供多标准无线连接功能

结论

在这篇文章中,我想表述对下一代、极高功效设计预期表现的看法。尽管对移动SoC做任意决策,都需要对处理器设计、最优化特性组合、性能水平有深入理解,我仍然试图使选择过程尽可能透明,并为我们的读者提供更好了解我们产品的机会。

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