高集成H.264编码芯片可望大幅降低高清摄像机成本

原C-Cube微系统公司的三位资深人士联合创建了一家新兴公司Ambarella,致力于将消费类相机带入高清(HD)时代。目前,Ambarella公司拥有一款17mm2大小的SoC产品A199,能够以15Mbps以上的速率处理H.264编码,耗能仅为1瓦。

A199的频率为216MHz,目前首批芯片已经出样,可以对1080隔行扫描和720逐行扫描的视频信号进行编码,还可以在一个4GB的闪存芯片上存储一小时的视频内容。该公司表示,考虑到闪存和CMOS传感器价格的下滑,这款集成器件有望开启口袋大小的混合数码照相/摄像机的大门,使它们在提供高清视频的同时将售价维持在800美元以下。

“我们认为我们可以创造一款低成本器件,来改变目前高清相机市场上的价格和外形参数。”Ambarella公司的CEO(C-Cube公司前任CEO)Fermi Wang表示。

Ambarella这款130纳米SoC正在台积电进行设计反复工序,预计将于今年3月投产。现在,至少已经有两家OEM表示计划在今年的新产品中使用该款芯片。

F1: A199包括H.264编码和ARM9内核

A199在单个裸片中执行编码和主要的相机控制功能,这其中包括AAC音频和JPEG图像编解码器。一个嵌入式的ARM9用来控制相机、镜头、CCD(或CMOS传感器)以及LCD模块。该器件还支持USB 2.0、TV输出功能、面向硬盘的IDE接口、所有主要格式的闪存卡、以及16到256MB的DDR2存储器。

Fermi Wang和CTO Les Kohn曾在一家名为Afar Websystems的新创企业一同工作,这家公司设计了后来被太阳微系统公司收购的Niagara处理器。“我们很清楚,我们不想搞另一个服务器芯片。”Wang说。所以,这对搭档重新投入他们早期在C-Cube公司的合作:围绕MPEG研究新的H.264规范。目前,随着闪存价格下降以及数字相机日益成熟,HDTV开始获得发展动力,这一事实也影响了他们的决策。“所有这些事情使我们走到了一起。”Wang说。

在开始设计芯片架构之前,Ambarella对H.264主类规范(main profile)和高规范(high profile)中超过15个不同的工具进行了成本与性能的权衡,以便最终确定一个最适宜的实现方案。“在开始设计之前,我们就对想要做的事情有了一个很好的构思。”Kohn说。

许多MPEG-4规范仅能实现少数几个压缩工具,而且或许事实上还不如MPEG-1/2版本高效。“我们的客户需要H.264主类规范,而且我们必须实现所有工具。”Wang表示。

Ambarella公司的Kohn声称他们在实现HD编码方面取得了突破性进展,同竞争对手相比,该方法可以大幅减小存储器带宽。Ambarella已经将该方法(仅需16位DRAM)申报了专利。

在实现过程中,该公司严格使用低功耗电路,并且对器件进行测试,以确保所有未使用的模块都处于关闭状态。

这家新兴公司目前有75名职员,其中大约有半数在位于Sunnyvale的办公室工作,他们负责算法、微代码和VLSI设计；另一个相同规模的设计团队则扎根台湾新竹,专注于研究系统架构并进行技术支持。

Ambarella公司提供软件来运行芯片,这种情况下的平均功耗低至450毫瓦,而编码分辨率则降为D1水平。这种编程环境基于MicroItron的实时操作系统。

与之竞争的各种商用H.264编码器可能需要8到32个芯片,而且肯定需要容量更大的存储器并且消耗更多功率。一款索尼第二代HD便携摄像机目前售价为1800美元,使用了多达3个专有编码芯片,Ambarella 的执行副总裁(C-Cube公司前任CTO)Didier LeGall介绍。“我们最大的目标之一就是获得日本人的青睐,我认为我们已经达到了这个目标。”LeGall在谈到最近在日本与当地OEM的数次会谈时如是说,“他们控制着这个市场。”

Ambarella的下一代产品将集成更多的系统级特性,并消耗更低功率,Wang表示。“我们想成为面向高清相机制造商的最好的芯片公司。”他说。长期来看,该公司可以把其H.264技术应用到其它市场。Wang表示,他相信Ambarella公司在2007年就可能盈利。

这家新创公司决定,不使用微软的Windows Media Video 9编解码器。“因为它的编码性能比不上H.264,”Kohn解释道。

作者:麦利