在种类繁多、推陈出新的处理器世界,两支生力军在中国的兴起引人注目:一是融合通信、计算和多媒体功能的各类终端应用处理器,诸如TI的OMAP、摩托罗拉的、Intel的PCA、飞利浦的Nexperia、ADI的Blackfin等；二是可编程、能以软件形式升级通讯和网络设备系统核心的网络处理器(NP)。随着中国系统和终端设计实力的不断提升以及相关市场(尤其是无线通信和宽带网络市场)的快速增长,这两种处理器技术正在成为开发应用的新亮点。
无线多媒体开发促进新需求
在2004年,由于3G在中国的前景仍不明朗,加上运营商和ISP等正在大力推动增值业务,所以2.5G应用仍然有较好的市场。TI公司中国无线通讯产品总监周承云指出:“中国移动运营商正在大力推出基于2.5G的数据应用,包括MMS、Java、WAP等。这些应用对手机终端的内存、处理器运算速度与效率等都提出了更高的要求。”
在这种数据应用的推动下,一场无线多媒体技术应用热潮今年会在中国手机设计和制造领域的全面铺开。中电赛龙通信研究中心有限责任公司总裁兼CEO李晓波指出:“什么功能都集成的高成本智能手机在中国没有什么市场,而针对不同消费群体的中高端功能电话是中国厂商今年发展的方向。其中视频流多媒体处理技术将是一个亮点也是热点,可实现如拍照、摄像、短片(clip)发送和播放等应用。”
英特尔无线计算和通信事业部亚太区平台经理刘毅军也认为2004年中国手机市场对视频应用的需求很大。他说:“短片播放、可视电话(视频会议)等视频功能会增加,运营商也会推出相应的服务。Intel今年正式最新的PCA Xscale处理器Bulverde正式顺应这种趋势而推出的,借助无线MMX和Quick Capture(快速拍照)技术,该产品可对手机或PDA的多媒体播放提供更有效的支持。”
与Intel用软件的方式实现视频流等多媒体的处理不同(尽管这样可以获得更大的灵活性),不少无线终端应用处理器供应商如TI、飞利浦、摩托罗拉、NeoMagic、瑞萨科技等已纷纷转向用硬件加速器取代软件处理,不少最新的应用处理器集成了专用的JPEG、MPEG-4编解码硬件加速器,以便获得更快的处理效率和更低的功耗。
不过,尽管上述融合型的应用处理器开发平台得到越来越多中国手机开发商的青睐,但今后几年,不少厂商仍会采用各种独立的多媒体协处理器来开发相应机型,主要考虑因素依旧是成本、功耗、速度和具有针对性。
应用处理器与基带分离方案仍是主流
集成的脚步似乎永不停止,基带与应用处理器的集成方案,如TI的OMAP73X、英特尔的PXA800F,受到人们关注。但这类产品在中国还未得到更多认可,基带与应用处理器分离的方案将占据手机开发的主流。中电赛龙的李晓波分析了个中原因。“集成方案限制了选择基带的灵活性,无法与以往的设计保持继承性,而且此类方案在技术上可能还不太成熟,不能很好地满足要求。因此今年不太可能上量。”他说。
在中国,许多中低端手机设计不需要太强大的功能,故只需要基带芯片提供的处理能力,就可以运行其应用程序,包括基于Java的游戏等,故可以大大降低成本。而在开发具有很多功能的更高端手机时,相比集成方案,采用独立的应用处理器能体现出更强大的能力和灵活性,有利于快速增添新应用。所以,今后几年,对于功能手机市场增长最快的中国而言并不会热衷于这种集成方案。
实际上,不少手机平台供应商为满足不同需求在同时支持两种方案,不过他们表示,集成是未来的必然趋势,因为压缩成本和减少体积是无线终端产品的一种持续要求。“更高的集成度和因此带来的更少外围器件是降低成本、减少体积的最有效手段。手机越来越成为一种时尚产品,只有更小的体积才能有更好的外壳设计灵活性,集成更多的时尚元素。”TI的周承云表示。
网络处理器的应用热点
2004年对于网络处理器开发商而言将是一个转折点,在经历前几年的痛苦磨难与挫折之后,他们终于有望迎来收获的季节。
网络处理器的优势在于其灵活性,因而特别适合上市时间要求快、协议多、标准不确定的应用。但此前,业界对于NP这种产品的生命力一直存有广泛的质疑,那么是哪些应用促使其市场前景变得柳暗花明呢？
首先,宽带接入是明年可以预见的应用热点。随着中国电信运营商的网络向全IP网络转变,设备需要把ATM帧转换成IP数据包,而协议转换正是网络处理器的强项之一。在此领域,NP越来越多地被用于DSL接入多工器(DSL AM)等设备中。DSL AM是ADSL的局端设备。而ADSL是中国增长最快的宽带接入方式,据预测,2003年中国ADSL用户将突破600万。因此,这是一个高速增长且规模庞大的市场。“随着宽带用户以及他们的服务需求不断增加,网络处理器的应用将迅速扩大。”英特尔通信中国实验室总监杜江凌表示。
移动通信是另一个潜在热点。在2.5G或3G基站中,网络处理器正受到设备制造商的青睐,用以执行网络协议处理、数据转换和高速接口协议处理等任务。以前,这些任务主要由来自Broadcom、PMC-Sierra、杰尔系统等公司的专用ASIC完成。使用NP将为OEM带来几项好处。首先,OEM可以针对自己的系统架构确定更灵活的功能。其次,系统的维护性变得更透明。最后,“尽管NP的单价比ASIC高,但使用NP,整机系统的成本会下降。”中兴通讯 CDMA 事业部支撑平台项目经理张诗壮表示,“因为它可以提高系统的集成度,并削减辅助器件的数量。”张诗壮认为,在基站应用中,网络处理器取代专用芯片已成为大势所趋。
不过,中国政府仍未向运营商发放3G牌照。虽然中兴、华为等设备制造商已经开发出3G设备,但都没有投入量产。因此,在2004年,NP应用的增长将主要来自于CDMA1x 2.5G设备的更新换代上。但整个NP市场的起飞仍有待于3G牌照的发放。
在这个市场,吞吐量在2.5Gbps以下的NP目前占据主流。张诗壮预计,2004年仍将以2.5Gbps的应用为主。
除了上述两大热点以外,MSTP(多业务传输平台)正成为NP的新兴应用领域。为了支持日益增长的数据传输需求,传统的SONET/SDH网络正在向MSTP过渡。由于MSTP涉及多协议、多速率的处理,这为NP提供了新的应用机遇。在2.5Gbps以下的低容量应用中,NP的开发过于复杂,因而OEM没有必要使用它。只有在2.5Gbps以上的应用中,OEM才考虑采用NP。不过,NP在此领域仍属于小规模应用,如果要获得大量应用,它必须克服一些障碍。中兴通讯传输产品部SDH&MSTP总工程师陈伟指出:“在2.5Gbps以上的高速应用中,NP在编程复杂的情况下,性能将显著下降。”杜江凌承认,这是一个在性能与灵活性之间取舍的问题。
开发复杂度和集成度问题
展望未来,网络处理器的发展面临两方面的挑战:一是开发复杂度高；二是应该集成哪些合适的功能和接口。
中兴的张诗壮表示:“NP的开发比DSP、FPGA等器件都困难。”这是由NP本身的复杂结构所决定的,更何况中国制造商只是在两年前才开始从事这种新型器件的开发,因而经验尚显不足。的确,NP的开发有其独特之处。目前,用户一般需要使用厂商专有的微码对NP进行编程。这不仅要求用户对底层硬件有很深的理解,而且使用户无法在不同厂商的NP之间移植代码。为了解决这个问题,制造商正致力于为NP提供基于高级语言的编程方法。据杜江凌透露,英特尔正在研发用C语言对其NP进行编程,目标是让用户无需了解底层硬件,就可以对器件进行编程。
此外,应该集成哪些合适的功能和接口是最令NP制造商头疼的问题。虽然用户希望NP能集成更多的功能或接口,但功能与接口的多样性使制造商面临选择难题。集成是有利有弊的,例如集成更多的接口可以帮助用户节省外围器件,但如果这些接口是用户所不需要的,那么这反而增大了芯片尺寸和功耗。从市场来看,制造商对于集成问题持谨慎态度。杰尔曾推出集成流量管理器的NP,但其他厂商并未跟进。英特尔则打算在2004年推出一款代号为Westport的NP,其处理能力介于IXP1200与IXP2400之间,但增加了T1/E1接口,使用户可以通过它实现基站与基站控制器之间的连接。
作者:赵艳、颜健
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