PMP产品市场与技术发展趋势

迈吉伦科技高级顾问王证杰

在PC产业中软硬体架构简单明了，硬体以Intel的CPU为核心，软体则是围绕着Microsoft的作业系统而发展，迈吉伦科技高级顾问王证杰表示，而后PC（Post-PC）时代则是以网际网路内容为中心，包括网路设备、网路服务、可携式产品、CPU、作业系统等供应商结合而成的网路为产业架构型态。而其中3P产品包括Sony的PSP、苹果的iPod与多媒体手机则是具体而微的趋势，其共同的特色是彩色显示、可携式与高度可延伸性。

韩国厂商Saehan在1998年推出全球第一台MP3播放器MPman F10，后来则有Samsung、Creative、Apple等大厂开始积极发展，而后包括iRiver、MPIO、Benq、SanDisk、Digimaster、A-DATA等许多厂商陆续投入，市场也掀起一片热潮。而在2002年法国消费性电子品牌Archos则进一步推出了可以播放影片的MP4产品，功能则结合的了MP3、DSC与DV。

PMP基本上就是搭载大容量微型硬碟的MP3播放器，在2004～2008年期市场成长率更高于内建快闪记忆体的可携式播放器，王证杰指出，微软也相当看好PMP的市场潜力，比尔盖兹也发表该公司搭载Windows CE系统的多媒体播放器，命名为「Media2Go」，接着在2004年更发表其平台PMC（Potable Media Center），架构定义为具备20～40GB硬碟空间，可播放80小时以上的影片，储存1万张照片，售价499～699美元。

此外，许多国内外厂商也陆续表示投入该市场，包括Intel、TI、Freescale、AMD与夏普等硬体大厂更发表各自的PMP平台参考设计。在市场主流规格部分，过去的储存装置是以Flash为主，内建32MB容量或是加一个外接的插槽，但是多半容量也不高。未来，以MP3的功能来说，就必须具备录音、FM收音机、语言学习，显示则搭载6万5000色等级的彩色面板，并以微型硬碟微主要储存设备，并可以阅读电子书、浏览照片等。

如果是PMP则会有更多延伸的设备，包括硬碟、支援记忆卡介面、LCD萤幕、照相、摄影或者外接电视显示功能，另外，也有部分诉求有卫星导航（GPS）功能。不过成功的市场关键因素在于──内容。品牌业者必定要建立足够丰富而多样的内容，就像iPod的iTune一样，即便是非自有品牌厂商，依然需要找到足够的多媒体内容支持，但是目前在内容格式上并不统一，要支援所有现存的格式，对系统厂商的负担太大，这部分应该是相关厂商短期内亟需寻求突破的瓶颈。

PMP多媒体处理核心技术

TI德州仪器应用工程师曲建仲

随着数位科技进入生活，对于半导体IC供应商而言，必须有能力呈现各类内容，支援所有的格式，并且不分时间与地点，这些原则说起来简单，但是要透过硬体技术来达成，事实上并不简单，原因在于应用的变迁太过迅速，要及时掌握是相当不容易的挑战。 TI应用工程师曲建仲表示，比较明显的市场趋势包括效能、可程式化能力与硬碟容量的改善，数位内容的多样性与数量，终端产品则一方面越来越复杂但却越来越容易使用。

在个别产品趋势上，搭载Flash的音效播放设备、配备硬碟的音效播放设备与PMP在未来几年都具备大幅成长的潜力，不过以PMP年复合成长率高达83％，如(图一)所示，市场力道最为惊人，不过从Flash、硬碟到PMP，由于具备的功能越来越多样，系统也更加复杂，成本自然就越高。

《图一 可携式媒体播放器市场发展趋势》

由于软体内容被认为是PMP成功与否的关键，但是太多格式对系统内部的处里器是个最沉重的负担，曲建仲指出，这部分在硬体架构中主要是由Codec（编解码器）负责，不过要一下子支援市面上所有的影音格式，在可携式设备强调的轻、薄、短、小特性下很难达成，解决的方式就是采用可编程（Programable）的晶片，利用改变软体与韧体（Firmware）的方式支援所需的格式，以符合个别厂商的需求。

以详细的架构来看，PMP的处里核心主要包含三个部份，一个ARM核心、一个DSP核心与多组iMX编解码器，以运算速度为主要诉求，其余的架构包含了一个影像输出/入（Video input/output）晶片、一个音效输出/入（Audio input/output）、周边连结介面控制晶片、无线通讯晶片等。包括相机、数位电视、无线区域网路（WLAN）、蓝芽（Bluetooth）、卫星导航（GPS）、无线通讯等功能都可以完整实现，是一个具备非常高度整合的系统平台。未来，还要能支援DVD烧录、USB 2.0 OTG、高速WLAN、蓝芽影音传输规格、GPRS甚至更高阶的3G通讯规格。

PMP嵌入式作业系统探微

MontaVista Software台湾区总经理徐志亮

作业系统在功能复杂的可携式产品中扮演的角色相当重要，尤其是属于消费性产品的PMP，操作介面的亲和度直接影响消费者的使用经验，相当程度的左右了产品的成败，对于嵌入式作业系统开发商来说，其所遇到的挑战比硬体厂商更为艰巨，上市时程、成本压力与高阶复杂的应用可谓从两端挤压厂商的市场空间与应变能力一样，压的厂商喘不过气。

全球软体巨人微软对于PMP作业系统的市场商机相当看好，不过其推出的软体系统作业平台PMC，要价40美元，高额的授权费让台湾OEM/ODM厂商大呼吃不消，也因此集体抵制该平台，多数台系厂商均倾向不采用PMC，因此Linux系统在PMP市场的发展大为看好，事实上，过去几年市场就有预言开放源码的Linux，将会是数位消费性电子时代的主流作业系统，这样的趋势刚好与过去的市场预测不谋而合。

MontaVista Software台湾区总经理徐志亮表示，过去封闭性的作业系统，整体系统的弹性太低，造成更改设计就必须更换作业系统的现象，不仅花费许多系统整合时间，如此连软体授权费用都得重新再谈，成本自然较高，但是Linux作业系统是以开放的架构，配合几个基本的区块所组成，所以重新设计的硬体架构，只要修改其中部分区块的功能就可以使用，不会大幅延后整体系统产品的上市时程，也可以有效节省成本。换句话说Linux系统最大的优势便是弹性与差异化设计。

不过，Linux作业系统也有其风险，根据一项使用者的调查显示，系统厂商转换Linux系统最令人担忧的地方就在于其Real-time的限制，偏偏在PMP这类产品上Real-time的效能表现又至为重要，而除此之外，Linux还有一些其他的缺点有待改进，所以相关软体开发商必须致力于发展更好的Linux软体，以符合市场需求。

PMP系统设计与整合

Marvin Tien工作室资深工程师田华湘

在选择适当的处里核心与作业系统后，就进入系统整合阶段，PMP这类可携式产品可以说是MP3播放器的延伸，系统整合技巧基本上的差异不大，Marvin Tien工作室资深工程师田华湘表示，两者有一些相通的规格：多媒体格式（Multimedia Mode），在此模式下，解码器能自动侦测得知设备的位元传输率（bitrate），并发出请求供应更多资料的讯号；再者，外部时脉（OCLK）输出，解码器能产生所有驱动DAC所必须的讯号。

另外，DAC与石英晶体，由于不可能将解码器设定成可以和许多不同的DAC和石英晶体互动，因此，使用一个固定的石英晶体，再加上一个具备录音线等级的高品质音频讯号；提供基本的命令或查询，解码器可以支援许多种选项和参数。最后，为保持设计弹性，必须使用FPGA来设计DRAM控制器、DMA、暂存器、IDE介面等硬体单元。

在开发工具与使用元件部份，田华湘指出，可以使用GNU软体开发工具，主要元件除解码器之外，还包括微控制器、FPGA、DAC、DRAM模组等。 FPGA内的序列位移暂存器是由DMA驱动，能将资料传送至解码器，借此就实现了​​一个「序列输入介面」，FPGA除了负责大部分的资料传输工作之外，也负责DRAM的更新（Refresh）和定址多工作业（Address Multiplexing）。

接着就是系统的初始化了，其步骤包括设备驱动程式的初始化、FPGA的初始化、重置（Reset）IDE装置、DRAM的初始化、解码器的初始化、测试解码器、记忆体管理的初始化等。继而传送资料，解码器会自动决定资料输入与输出的传输率大小，当解码器的缓冲记忆体饱和时，会终止资料请求。解码器也会自动从资料中，侦测得知必须的取样速率，并自动调整DAC的时脉。解码器也会忽略掉不属于定义格式的资料──那些资料并不会产生声音或影像。值得注意的是，解码器并不知道共有多少个可播放的档案、档案之间的关系以及如何操控这些档案。

以MP3播放器为例会遭遇到的技术困难包括：快速的传送档案、快速而顺畅的播放与周边介面的整合。而为了降低成本，以微控制器来设计MP3播放器是可行的，不过还需要FPGA的支援，但是设计PMP时，就需要搭载功能强大的核心处理器，以支应复杂的功能需求。

PMP产品电源管理系统设计

NS美国国家半导体资深电源应用工程师张倍耀

在所有可携式电子产品上，电源管理系统都是相当重要的一个议题，如何延长电池使用时间就是核心的重点，而在技术发展上有几个重要的趋势，厂商在电路设计时会尽可能降低设计复杂度，避免不必要的耗损；也会将大部分的控制功能以数位技术实现，第一个好处是可靠性提升，第二也是著眼于设计的便利性；另外，采用新兴的燃料电池，由于其能源有容易再生的特点，就像车辆没油到加油站加油一样，且其原料又是丰富且无污染性的氢与水，其他还有数个技术趋势都能达到延长可携式装置使用时间的目标。

在数位核心与输出入电源技术上，NS资深电源应用工程师张倍耀表示，一般有几种设计方法，第一种是采用Linear Regulator，这种技术是最简单也最普遍的技术，具备最小的晶片体积、成本与噪讯，但是其最主要的缺点就是效率过低，平均而言只有40％～60％左右，能提供的电流也较小；而另外一种叫做Inductive DC/DC Buck，其特性刚好都跟Linear Regulator相反，可以提供大电流与超过85％的效率，但是却有较大的晶片体积，成本与噪讯都较高。

另外还有一种技术特性介于Linear Regulator与Inductive DC/DC Buck之间的技术称为Switched Cap Buck，不过在电源管理系统的设计与采用上，张倍耀强调，基本上并没有绝对好或不好的解决方案，端视于系统需求或是对于电源管理效能的要求程度。而目前提供电源管理技术厂商的利基，就在于在现有的解决方案上，透过各自的技术与经验，提供顾客在产品体积、成本、噪讯、供电电流与效率上最好的改善与最合适的方案。

（整理＼廖专崇；摄影＼蓝贯铭）

延 伸 阅 读	选择使用PNP电晶体或PMOS元件之LDO调节器的输出电容器并不容易，因为这些架构通常有特定的ESR需求。本应用文件说明为何要选择较高ESR的电容器，如何进行选择以及决定稳压器是否稳定的方法。相关介绍请见「PMP可携式电源」一文。 本文讨论了与可携式数位音视讯(A/V)播放器或称为「个人媒体播放器」（PMP）开发有关的要求，并提供了一​​个基于TI DM342的PMA软硬体参考设计。你可在「为个人媒体播放器设计增添视讯功能」一文中得到进一步的介绍。 PMP时代来临，影像压缩标准技术的成熟与否攸关多媒体内容能否完美呈现，而继MPEG2之后的MPEG4技术，已被视为未来多媒体应用的理想标准之一。 在「MPEG 4 or H.264? PMP影音技术花落谁家」一文为你做了相关的评析。

市场动态

英特尔日前在美国拉斯维加斯举行的消费电子展（CES）上，推出的可携式数位播放器到底是一台DVD播放器、MP3系统，还是iPod产品？很难说得清楚。据称，该公司正与Creative Labs、iRiver美国公司以及三星电子合作开发一种新型可携式数位媒体播放器（PMP），这款播放器采用英特尔公司的XScale RISC处理器技术。英特尔推出iPod/DVD混合可携多媒体播放器 继多家厂商推出可携式的多媒体播放器后，Epson在台发表一款随身多媒体播放器Epson PhotoPC P2000。厂商纷纷推出可携式多媒体播放器 随着MP3数位随身听让「音乐」随身携带的美梦成真后，资讯厂商又开始实现消费者随身携带「影片」的梦想，可携式多媒体播放器（Portable Media Player；PMP）就是这个观念之下的产物，不论是自己拍摄或下载的照片或影片，都可以放进轻巧的播放器带着走，不仅自己看得过瘾，也便于与人分享。PMP多媒体播放器 行动娱乐影音双全