基于AK3210M应用处理器的多媒体手机设计

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随着手机从单纯的语音交流工具发展成集通讯、成像、游戏于一体的多媒体设备，应用处理器正在取代基带芯片成为手机的核心。本文介绍了集成全方位的多媒体处理与加速模块，可支持400万CMOS图像传感器">像素的CMOS、CCD照相机以及3D游戏的AK3210M应用处理器及以它为核心的多媒体手机设计。


无线网络、无线服务和手机终端配置三者之间相辅相成。从2G、2.5G再到3G，伴随着无线网络的升级，运营商和终端用户对手机应用又有了更多的期待。移动数据业务和移动增值服务将取代语音通话成为主要的利润来源。而传统的以通信基带为中心的手机架构已经不适应越来越复杂的终端移动运算。应用处理器是未来手机的数据处理引擎与核心，它将引领移动数据业务的腾飞。


AK3210M应用处理器采用最高频率达200MHz的JANUS II微处理器内核，并内嵌一个最高工作频率为100MHz的DSP。它集成了各种内存控制器、UART口和红外接口、主/从并口、USB设备接口和MMC/SD接口等。该芯片采用208引脚FBGA/QFP封装，由0.18umCMOS工艺制造。




以AK3210M应用处理器为核心的多媒体手机参考设计如图1所示。该参考设计基于安凯RTOS，搭配GSM/GPRS模块或芯片组，可以支持彩信、WAP、照相、录像、MIDI、MP3、3D游戏等丰富的多媒体娱乐和应用。


目前手机的多媒体功能正日益丰富，相关功能已涉及音频、视频、图形与图像处理等各个方面。AK3210M集成了全方位的多媒体处理与加速模块，包括LCD控制器、4百万像素图像传感器接口、2D和3D图形加速、MPEG4、H.26X加速等，并支持MIDI和弦音乐解码、MP3解码。


其中集成的LCD控制器最大可支持640×480的分辨率。根据市场上的LCD产品供应情况，该LCD控制器支持MPU和RGB两种LCD接口模式。其中，MPU模式最大可支持262K色彩；RGB模式最大支持RGB 24位彩色显示。通过该两种接口，AK3210M可以广泛地支持各种LCD产品，使开发商与制造商具有更大的选择余地。


数码相机已逐渐成为手机的标准配置。其中，30万像素数码相机是目前的主流，而百万像素照机将成为未来几年的发展热点。AK3210M内部集成强大的数码相机处理模块。它支持CMOS、CCD两种图像传感器，支持的最大分辨率为400万像素。此外，它支持CCIR601/656标准。


AK3210M内部集成了多种媒体加速器，包括2D/3D图形加速器、静态图像加速器、视频加速器和音频加速器等。三维游戏是手机的一个全新应用。三维图形处理涉及许多复杂的数学运算，传统的基带处理器已经不能胜任三维游戏的实时处理。而集成的2D/3D图形加速器正是把三维游戏移植到手机平台上的利器。它最大可实现一百万个三角形每秒的图形加速处理，可以在手机上实现流畅的三维处理。


为实现数码相机接口的后续处理，AK3210M集成了静态图像处理模块，即JPEG编解码器。该编解码器最大可支持四百万像素的图像处理。在视频处理方面，AK3210M还支持MPEG4/H.26X加速处理，支持视频的单双向编解码处理。利用AK3210M该方面的特性，可以在手机上实现百万像素数码拍照、视频录放、可视电话、视频会议等功能。


在音频处理方面， 可开放性地实现包括MP3解码、MIDI 40/64和弦合成、AMR编解码等各种音频标准。


为了进一步满足手机系统和多媒体应用的需要，AK3210M还内嵌有两个12位DAC和三个10位ADC。其中两个DAC可用于立体声音乐处理，ADC则可用于触摸屏控制及手机电池管理。


随着无线网络的升级，传统的以基带为中心手机终端架构因其数据处理能力有限将成为制约手机数据业务和增值业务升级的阻碍因素。应用处理器凭借其突出的移动计算能力将成为未来手机架构中的核心。


安凯AK3210M应用处理器采用片上系统 (SoC)架构，集成了包括视频、音频、图形加速在内各种多媒体处理功能，在降低外围电路复杂性、缩小整机的尺寸以及降低整机成本等方面具有显然的优势，代表着未来手机解决方案的发展方向。