随着数字相机的迅速普及，产品的通讯传输功能已成为一项重要的功能。配备有模拟式调制解调器通讯功能的数字相机可算是一部多功能的机型，原因在于模拟式调制解调器通讯可透过电子邮件的附件传输一件或多份影像，且可将影像上传至网站型的影像服务器或将影像传至打印主机，以及下载一套影像并显示在数字相机的LCD屏幕或透过数字相机输出至NTSC/PAL电视。
数字相机现有的模拟调制解调器通讯架构都是采用FotoNation推出的独立型网络整合装置(IIA)，或是像Panasonic的PalmCam PV-DC2590使用双槽式精简型快闪记忆卡(CF)接口来外接CF调制解调器。本文将探讨另一种更理想的数字相机整合式模拟调制解调器方案。
调制解调器架构
传统的调制解调器架构采用一颗微处理器、一个数字信号处理器(DSP)及一个编码接口组件负责执行所有的调制解调器功能。微处理器通常掌控操作系统接口与AT指令语法分析、执行数据压缩与错误修正、启动DSP，而DSP则控制所有ITU标准的调变与解调变。DSP需要的运算是调变与解调变之间的同步处理，由于处理输入样本数据流以解出实际数据需要精密的演算，因此至今解调变工作依旧占用了大部份的处理资源。编码接口负责执行不同取样率的A/D与D/A功能，且常将这些功能整合至麦克风应用功能中，这种架构一般称为「控制器型」架构(图一)。
最近在此种架构里，数字相机中微控制器的功能可以由RISC处理器执行，而DSP与编码器则负责原先的功能。这种分配的优点是不需要微处理器使用RAM与ROM内存，并且微控制器的程序代码可以在数字相机的RISC处理器中执行，分担运算量。由于DSP仍然用来执行所有密集运算工作，此项解决方案可提供一个最佳的平衡途径。科胜讯系统之各款调制解调器皆支持这项称为「无控制器」的架构(图二)。
另一项变革是将DSP功能移至数字相机的芯片组，由RISC CPU或嵌入型的影像DSP负责。若由RISC CPU处理，就须承担同步执行密集运算以及数字相机的多任务处理环境；相机中仍保留编码器，但需配备与编码器相连的接口芯片(图三)。理论上这种架构可降低成本，但实际上「软件调制解调器」架构却无法达到这点。
调制解调器DSP部份程序代码应用在图像处理时会形成另一项问题，主要是因子据机与影像两种处理工作之间并没有相关性，所以图像处理DSP架构通常不适合或无法有效率地处理调制解调器信号。(表一)则是列出不同调制解调器架构的优缺点。
DSC RISC微处理器
现有的数字相机微处理器运作频率在60至80MHz之间，由于都是采用精简指令型的处理器，每个频率循环仅能处理一个指令，因此处理速率在60至80MIPS之间。有些处理器具备乘积(MAC)指令的DSP功能，提供调制解调器信号处理演算的基础功能，应用在像是滤镜效果或改变形态的运算上；有些处理器在单一频率周期中执行的MAC指令，其它处理器必须花费5个周期才能处理完毕。无法执行单频率循环MAC运算的处理器通常不会被选择应用在需要运算大量数字的软件调制解调器上。市面上大多数的数字相机都采用非单一频率循环MAC运算的处理器。(表二)显示常见数字相机所使用的架构组件。
微处理器管路必须保持全使用率且没有等待数据或指令的状况，才能达到60-80 MIP的效能；要拥有全速的效率，微处理器必须内建高速缓存，不过高速缓存通常是直接嵌入的4KB小型组件，而不同的建置规格，快取错失率在15至30%之间。当发生错误时，必须从主存储器取得数据或指令，且因中间没有采用第二级快取以及无须多个等待状态即可直接存取主存储器，因此所导致的延迟时间相当可观，也降低微处理器执行密集DSP处理运算的效率。
部份问题可透过更快的微处理器或更快的高速缓存来解决，但这也违背最初为了节省成本与耗电而选择软件调制解调器的目的。在选择频率更高的微处理器时，需搭配更快的内存以达到更高的效能，如此更增加许多隐含成本。
另一项重要因素是微处理器的中断延迟，在实时执行软件调制解调器功能时，微处理器会不断收到来自编码器的数据样本，且须负责取出样本与排序以便进行处理。在56kbps的数据速率下，样本每隔125usec就会产生一次。有些DSC RTOS会有最坏状态中断服务线程(IST)，启动时间仅有500usec，这表示必须采用一些FIFO缓冲区以及在ASIC与编码器之间采用特殊的接口，如此会增加解决方案的成本，并且许多微处理器无法直接与调制解调器编码器建立接口，因此需采用ASIC组件。
由于软件调制解调器程序代码与操作系统都须加载ROM内存，因此软件的程序代码大小便成为另一项考虑因素，所以「无控制器」的程序代码相对较小，全功能的软件调制解调器的程序代码便显得相当庞大。
进一步而论，软件调制解调器解决方案的强固性亦是另一项考虑。软件调制解调器解决方案通常由草创的新公司提供，实际应用的历史较短，对于智能财产方面亦比较陌生，因此会衍生额外的研发成本、开发与除错时间以及产品上市所需要的时间。现今的嵌入型软件调制解调器并无提供56kbps的数据传输率，无法达到主要用户的需求；另一项关键因素是终端用户技术支持，若数字相机的代工厂商无法推出架构成熟的产品，就必须为顾客提供支持服务。
最佳与平衡的解决方案
由于软件型调制解调器方案众多，比起上述的「控制器型」调制解调器成本更昂贵，且耗电量更高，因此「无控制器型」的解决方案就成为平衡各项优缺点的最佳选择。例如科胜讯系统公司之智能型调制解调器数据倾印(MDP)方案整合一款高效率DSP处理器，并采用100针的PQFP封装。此外，该公司Smart MDP提供与处理器内存总线部份无连接式的接口，且仅需搭配一颗晶体以及外加科胜讯系统SmartDAA数据存取配置(DAA)即可(图四)。
一个好的解决方案应包括提供全功能的数据/传真功能调制解调器，并支持所有数据调变/解调变标准，包括V.90、K56FlexTM、V.34、V.32bis、V.32、V.22bis、V.22、V.23、V.21、Bell 212以及Bell 103；支持的传真标准包括ITU-T V.17、V.33、V.29、V.27ter以及V.21 channel 2等等；其它支持的信号标准还包括V.8、V.8bis、V.13以及V.54。而科胜讯系统Smart MDP具有高度的整合设计，此项解决方案与软件调制解调器相较，成本仍然相当实惠。由于科胜讯系统解决方案可减轻数字信号处理器的运算负荷，在处理器中的句柄体积较小，容易整合至系统的只读存储器中，可在处理器中执行的句柄含有RTOS API接口层、AT指令语法分析、V.42/MNP4错误修正、V.42bis/MNP5数据对比以及选用性的Class 1传真控制与调制解调器趋动程序。
(图五)显示一项典型的软件堆栈，可发送电子邮件或以ftp协议传送数字相机中的影像。堆栈中部份组件可由科胜讯系统或科胜讯系统的合作厂商取得授权，而上层的堆栈由数字相机的操作系统负责，亦可采用第三方的产品。从长远来看，低成本的「无控制器」调制解调器所提供的强固性，不久之后将成为未来数字相机专用模拟调制解调器的最佳选择。
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