基于AK3210M应用处理器的多媒体手机设计与实现

　　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。本文介绍了集成全方位的多媒体处理与加速模块，可支持400万像素的CMOS、CCD照相机以及3D游戏的AK3210M应用处理器及以它为的多媒体手机设计。

　　应用处理器的全名叫多媒体应用处理器（Multimedia Application Processor）， 简称 MAP。它是在低功耗 CPU 的基础上扩展音视频功能和专用接口的超大规模集成电路。MAP是伴随着智能手机而产生的，普通手机只有通话和短信收发功能，称为语音压缩无线收发机更确切一些。应用处理器的技术是一个语音压缩芯片，称基带处理器。发送时对语音进行压缩，接收时解压缩，传输码率只是未压缩的几十分之一，在相同的带宽下可服务更多的人。智能手机上除通信功能外还增加了数码相机、MP3 播放、FM 广播接收、视频图像播放等功能，基带处理器已经没有能力处理这些新加的功能。另外视频、音频（高保真音乐）处理的方法和语音不一样，语音只要能听懂，达到传达信息的目的就行了。视频要求亮丽的彩色图像，动听的立体声伴音，目的使人能得到的感官享受。为了实现这些功能，需要另外一个协处理器专门处理这些信号，它就是应用处理器。

　　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。

　　AK3210M应用处理器采用频率达200MHz的JANUS II微处理器内核，并内嵌一个工作频率为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。

　　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。

　　其中集成的LCD控制器可支持6?0×480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模式可支持262K色彩；RGB模式支持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？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。

　　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。

　　在音频处理方面， 可开放性地实现包括MP3解码、MIDI 40/6?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。

　　从狭义角度讲，它是信息系统的芯片集成，是将系统关键部件集成在一块芯片上；从广义角度讲， SoC是一个微小型系统，如果说中央处理器（CPU）是大脑，那么SoC就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将SoC定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器（或片外存储控制接口）集成在单一芯片上，它通常是客户定制的，或是面向特定用途的标准产品。

　　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。