Новые горизонты мобильных технологий

--> Дата: Фев 18, 2008 40

Александр Семенов

По материалам корпорации Intel.

Семейство процессоров Intel PXA27x привносит в мобильные устройства современные технологии, которые увеличивают производительность работы мультимедиа-приложений, сокращают потребление энергии, обеспечивают необходимый уровень безопасности. В их числе можно назвать такие технологии, как Intel Wireless MMX, Intel Quick Capture, Wireless Intel SpeedStep, Intel Mobile Scalable Link (Intel MSL), стековую логику и модули памяти, а также платформу Intel Wireless Trusted Platform.

В дополнение к семейству процессоров PXA27x корпорация Intel представила семейство мультимедийных акселераторов Intel 2700G — сопутствующие наборы микросхем, предназначенные для аппаратного ускорения при отображении двухмерной и трехмерной графики, воспроизведения видео с качеством DVD. Акселераторы способны поддерживать два дисплея и обеспечивают длительное время работы от батарей.

Эталонная система на базе мультимедийного акселератора Intel 2700G, совместная
разработка корпорации Intel и компании Intrinsyc (http://www.intrinsyc.com),
— это платформа для ускорения разработки мультимедийных устройств с высоким
разрешением, высокой производительностью, расширяемостью и гибкой системой памяти.

Чтобы ускорить выход новых устройств на рынок мобильных устройств и КПК, представленные Intel компоненты теперь совместимы с расширенной средой разработки ПО, включая архитектуру ARM и средства разработки для ядра Intel XScale, пакеты поддержки основных ОС (board support packages, BSP), а также приложения сторонних разработчиков, оптимизированные для технологии Intel Wireless MMX с помощью всемирной сети центров поддержки Intel Wireless Competency.

Новое семейство процессоров Intel, сопутствующие наборы микросхем, эталонная система и поддержка разработчиков создают для беспроводных карманных устройств совершенно новые возможности.

Процессоры Intel PXA27x

Семейство процессоров Intel PXA27x (рис. 1) представляет собой последние достижения корпорации Intel в сфере мобильных технологий. Это первые процессоры, разработанные по технологии Intel XScale. Возможности технологии Intel Wireless MMX в этих процессорах повышают производительность мультимедийных приложений, использующих данный набор команд, уже ставший стандартом. Еще одна новаторская технология, Intel Quick Capture, обеспечивает один из самых гибких и мощных интерфейсов цифровых камер для захвата изображений и видео.

Рис. 1. Структурная схема процессора Intel PXA27x.

Несмотря на то что производительность процессоров с технологией Intel Quick Capture значительно выросла, остается актуальным вопрос экономного энергопотребления. Последние достижения в этой сфере связаны с технологией Wireless Intel SpeedStep.

Платформа Intel Wireless Trusted Platform призвана обеспечить достаточный уровень безопасности, необходимый для современных беспроводных устройств. Кроме того, семейство Intel PXA27x поддерживает флэш-память Intel StrataFlash и SDRAM с низким энергопотреблением для обеспечения большей функциональности при меньших размерах.

Новые возможности мультимедиа

Технология Intel Wireless MMX аналогична технологии Intel MMX для настольных ПК (впервые появилась в процессорах Pentium); она поддерживает расширенный набор мультимедийных команд, которые позволяют выполнять высокопроизводительные приложения с возможностями, ранее доступными только на настольных компьютерах. Эта технология позволяет разработчикам ПО быстро адаптировать свои приложения, в том числе двухмерные и трехмерные игры, видео в формате MPEG-4, беспроводное шифрование и дешифрацию, а также прием ТВ-программ и распознавание речи на мобильных телефонах и карманных компьютерах.

Интерфейс для камеры

Возможность посылать и принимать цифровые изображения и видеоклипы на мобильный телефон или КПК стала стандартом для мобильных пользователей во всем мире. В процессорах Intel PXA27x появилась технология Intel Quick Capture — новый интерфейс, который предоставляет пользователям мобильных устройств больше возможностей для работы с изображениями, улучшает их качество и снижает стоимость оборудования.

Технология Intel Quick Capture позволяет получать видео и фото высокого качества с помощью широкого диапазона камер и мобильных устройств. Возможности процессоров Intel PXA27x по обработке изображений позволяют сэкономить средства и уменьшить энергопотребление, исключив необходимость во внешнем препроцессоре.

Технология Intel Quick Capture предполагает три основных режима работы:

энергосберегающий режим быстрого предварительного просмотра в реальном времени;
режим Quick Shot для записи изображений высокого разрешения — до 4 мегапикселов и более;
режим Quick Video для записи видео высокого качества.

В процессоре PXA27x имеется усовершенствованный контроллер ЖК-дисплея, который поддерживает вывод цветных изображений в 24-разрядном формате на два дисплея одновременно и аппаратное преобразование цветовой гаммы с помощью встроенной памяти SRAM объемом 256 Кбайт, что повышает качество воспроизведения видео. Контроллер дисплея совместно с интерфейсом Intel Quick Capture обеспечивает быстрый предварительный просмотр видео с высоким разрешением.

Экономия энергопотребления

Еще одно новшество семейства процессоров Intel PXA27x — технология Wireless Intel SpeedStep, которая динамично управляет ресурсами, контролирующими производительность, оптимизируя энергопотребление и увеличивая время работы от батарей. Эта технология расширяет возможности микроархитектуры Intel XScale, добавляя три новых энергосберегающих режима и используя ПО Wireless Intel SpeedStep Power Manager для интеллектуального управления потреблением электроэнергии и производительностью в зависимости от потребностей приложения. Wireless Intel SpeedStep может изменять напряжение и тактовую частоту процессора, выбирая оптимальный уровень производительности.

Технология поддерживает различные режимы, в том числе режим ожидания, передачу голоса, данных, потокового аудио и видео, обычного видео, а также режим видеоконференций. Во всех режимах работы ПО, управляющее энергопотреблением, предоставляет следующие возможности:

управление энергопотреблением для динамического определения соотношения потребляемой энергии и производительности;
оптимальное соотношение тактовой частоты и напряжения;
энергосберегающие режимы для системы в целом и для отдельных устройств;
изменение состояния и управление энергопотреблением для различных устройств.

Это ПО расширяет возможности энергосбережения, предоставляемые операционной системой, дополняя их различными программными интерфейсами (API), интерфейсами программирования устройств (DPI) для программирования драйверов, сервисов, политик, а также для интеллектуальной инфраструктуры управления энергопотреблением. Производителям ОС не требуется изменять свои системы для управления энергопотреблением.

За счет новых возможностей производители смогут обеспечить более эффективное управление потреблением энергии, чтобы оптимизировать время ожидания и работы для интеллектуальных телефонов и КПК. Помимо разных режимов работы и энергосбережения, процессор Intel PXA27x поддерживает функции динамического управления напряжением и частотой — Intel Dynamic Voltage Management и Intel Dynamic Frequency.

Ускорение передачи данных

До сих пор объединение вычислительных приложений с коммуникационными было нестандартным процессом, который часто заставлял выбирать между энергосбережением и производительностью. Решение Intel Mobile Scalable Link (Intel MSL) предоставляет высокоскоростной интерфейс, позволяющий передавать данные между процессорами и коммуникационными подсистемами при большем уровне энергосбережения.

Корпорация Intel планирует включать технологию Intel MSL во все свои будущие процессоры для беспроводных и портативных устройств. Технология Intel MSL предоставляет мультиплексные интерфейсы для передачи данных и голоса и поддерживает передачу до 14 потоков одновременно со скоростью до 416 Мбит/с. Использование этой стандартизованной системы связи позволит разработчикам сократить время разработки, увеличить время работы от батарей, а также обеспечить передачу видео и мультимедиа в реальном времени по телефону.

Тоньше и легче

Размер — это основной параметр в мире беспроводных карманных устройств. Пользователь хочет иметь маленькие, легкие и плоские мобильные телефоны и карманные устройства, не принося при этом в жертву новейшие возможности. Задача для производителей — вместить все эти возможности в устройства меньшего размера и массы.

Семейство процессоров PXA27x удовлетворяет всем требованиям, касающимся уменьшения размера для современных беспроводных устройств, и в то же время имеет потенциал для разработки более легких решений меньшего размера в будущем. Таких возможностей корпорация Intel добилась, объединив флэш-память Intel Flash и экономичную память SDRAM в плате размером всего 14х14 мм.

Безопасность на аппаратном уровне

В поисках путей увеличения среднего дохода на единицу оборудования (ARPU) индустрия мобильных устройств находит новые области применения, в числе которых банковские услуги, цифровое мультимедиа, беспроводная коммерция, сетевые игры и загрузка программ. Для получения дополнительного дохода поставщикам услуг беспроводного доступа требуется надежное решение для обеспечения безопасности, чтобы снизить риски для пользователей беспроводных сетей. В процессорах семейства Intel PXA27x используется платформа Intel Wireless Trusted Platform, предназначенная для увеличения защищенности и поддержки интеллектуальных функций безопасности, необходимых современным беспроводным устройствам.

Платформа Intel Wireless Trusted Platform состоит из аппаратных и программных компонентов, предназначенных для поддержки различных услуг, включая загрузку по защищенной сети, защищенное хранение частной информации и ключей, ускоренное выполнение криптографии и управление ключами для стандартных протоколов защиты, в том числе для виртуальных частных сетей (VPN), протокола SSL и управления правами Open Mobile Alliance Digital Rights Management (OMA DRM).

Платформа Intel Wireless Trusted Platform предназначена также для того, чтобы предотвратить случаи кражи мобильных устройств и использования их в корыстных целях, предоставляя производителям средства для блокировки перепрограммирования идентификаторов IMEI (International Mobile Equipment Identifiers).

Мультимедийный акселератор Intel 2700G

Мобильные устройства и КПК по возможностям для игр обычно не сопоставимы с игровыми приставками. Мультимедийный акселератор Intel 2700G (рис. 2), созданный для совместной работы с семейством процессоров PXA27x, обеспечивает новый уровень производительности в двухмерных и трехмерных играх, высококачественное воспроизведение видео и поддержку двух дисплеев для промышленных приложений без сокращения времени работы от батарей.

В семейство акселераторов Intel 2700G входят два решения: Intel 2700G3 с объемом памяти 384 Кбайт на кристалле поддерживает для видеоустройств разрешения HVGA и QVGA, а Intel 2700G5 с объемом памяти 704 Кбайт на кристалле — разрешение VGA.

Рис. 2. В сочетании с процессором PXA27x мультимедийный акселератор Intel 2700G обеспечивает аппаратную поддержку высококачественного воспроизведения видео и графики.

Пользователям требуется качественное воспроизведение видео, и для этого предназначены новые ЖК-экраны, камеры и портативные устройства с возможностью высокоскоростной связи. Семейство Intel 2700G ускоряет воспроизведение различных форматов видео, включая MPEG-2, MPEG-4 и Windows Media Video. Корпорация Intel тесно сотрудничает с ведущими производителями ПО, чтобы обеспечить воспроизведение видео на платформе Intel с качеством DVD.

Поддержка стандартных трехмерных программных интерфейсов, включая OpenGL ES и JSR (Java Specification Requests) 184, позволяет разработчикам ПО быстро адаптировать уже имеющиеся или создавать новые игры для КПК, которые выполняются с качеством, доступным раньше только на настольных ПК. Пользователи оценят преимущества графического интерфейса — малое время реакции, высокая частота обновления экрана и четкие значки.

Время автономной работы

Время автономной работы — один из определяющих факторов при создании портативных устройств. Мультимедийные приложения предъявляют повышенные требования к энергопотреблению. Мультимедийный акселератор Intel 2700G способен эффективно контролировать соотношение энергопотребление/производительность.

Чтобы увеличить время работы от батарей при выполнении графических и видеоприложений, в этом наборе микросхем предусмотрено экономичное энергопотребление во всех режимах работы. Акселератор Intel 2700G берет на себя обработку графики и видео, разгружая процессор, который в это время может обеспечивать беспроводную связь и работу со звуком.

В портативных устройствах частота обновления экрана должна быть выше, поэтому для них особенно важно экономичное решение для регулировки этой частоты. В микросхемах Intel 2700G3 и Intel 2700G5 предусмотрена встроенная память объемом 384 и 704 Кбайт, что позволяет существенно экономить энергию по сравнению с решениями, основанными на использовании внешней памяти. Встроенный контроллер ЖК-дисплея поддерживает разрешение до 1280×1024 и 16-разрядный цвет, а также дополнительные возможности, например, частичное обновление экрана.

Мультимедийный акселератор Intel 2700G также обеспечивает высокое разрешение и поддержку двух дисплеев, что дает возможность мобильным пользователям подключать свои портативные устройства к проекторам для проведения презентаций. Поддержка двух дисплеев дает интересную возможность — вывод двух разных изображений, что позволяет во время презентаций читать с экрана карманного компьютера текст, в то время как зрители наблюдают презентацию на большом экране.

Кроме карманных компьютеров, акселератор Intel 2700G может применяться для множества приложений, включая телематику, портативные медиаплееры, а также промышленные планшетные ПК.

Эталонная беспроводная платформа

Эталонная система на базе мультимедийного акселератора Intel 2700G (рис. 3), разработанная совместно с компанией Intrinsyc, предназначена для того, чтобы помочь производителям быстро создавать новые портативные устройства с расширенной поддержкой мультимедиа (которую обеспечивают процессоры Intel PXA27x и акселератор Intel 2700G). Сюда входит полный набор возможностей для современных высокопроизводительных КПК и телефонов, включая высокое разрешение дисплея, высококачественное отображение графики и воспроизведение видео, поддержку двух дисплеев, простую расширяемость, совместимость и гибкие возможности использования памяти.

Рис. 3. Схема эталонной системы на базе мультимедийного акселератора Intel 2700G, разработанной совместно с компанией Intrinsyc.

Программные средства и техническая поддержка Intel

Корпорация Intel обеспечивает всеобъемлющую поддержку разработчиков ПО для своих процессоров, и семейство процессоров Intel PXA27x не является исключением. Программный код процессоров Intel PXA27x поддерживается всеми решениями на базе архитектуры ARM и Intel XScale, что позволяет разработчикам и производителям задействовать уже имеющиеся программные наработки.

Разработчики, которые имеют дело с процессорами Intel PXA27x, получают также дополнительную поддержку в виде широкого выбора доступных эталонных платформ, компиляторов, отладчиков, анализаторов кода, кодеков и встроенных функций для оптимизации производительности, поддержки графики и безопасности. Кроме того, корпорация Intel намерена ввести поддержку процессоров с помощью пакетов поддержки системных плат, в которые входят драйверы и ПО управления энергопотреблением для основных ОС, включая Linux, Palm OS, Symbian OS, Microsoft CE .NET, Smartphone и Pocket PC, а также Nucleus и SavaJe.

Многие сторонние разработчики уже оптимизировали свои приложения для технологии Intel Wireless MMX с помощью центров поддержки Intel Wireless Competency. Эта всесторонняя поддержка предлагает производителям беспроводных портативных устройств один из наиболее исчерпывающих наборов программного и аппаратного обеспечения для разработки, имеющихся в отрасли.

***

Семейство процессоров Intel PXA27x было изначально разработано для беспроводных применений и использует самые современные технологии Intel. Оно должно буквально перевернуть представления о возможностях беспроводных портативных устройств. Сегодня пользователи все чаше прибегают к мобильным технологиям для связи, развлечений, получения информации и повышения продуктивности работы. Новый процессор Intel PXA27x, мультимедийный акселератор Intel 2700G и эталонная система позволяют достичь максимальной степени мобильности, обеспечивая беспроводным мобильным устройствам совершенно новый уровень функциональности.