芯片是產(chǎn)業(yè)鏈上游重要的一個(gè)環(huán)節,一顆小小的芯片具有極高的技術(shù)含量和價(jià)值,半導體行業(yè)每年都會(huì )有一個(gè)各大廠(chǎng)商營(yíng)業(yè)額的排名,除去2009年,常年盤(pán)踞在前三名位置的分別是英特爾,三星半導體和德州儀器(TI),英特爾憑借的是桌面處理器,三星半導體憑借的是其全面的存儲器產(chǎn)品線(xiàn),TI則是憑借模擬器件,嵌入式處理器和無(wú)線(xiàn)半導體這“三駕馬車(chē)”。(注:DLP應隸屬于光電器件,所以未計入)
終端是產(chǎn)業(yè)鏈中上游重要的一個(gè)環(huán)節,終端廠(chǎng)商用芯片設計出嵌入式硬件,并且基于該硬件開(kāi)發(fā)相應的嵌入式軟件,從而構成一個(gè)完整的嵌入式終端產(chǎn)品,形象的說(shuō)就是一塊電路板套一個(gè)外殼,這里面最重要的一個(gè)核心價(jià)值的產(chǎn)生就是附加在嵌入式可編程器件上的軟件,成為嵌入式軟件。
系統是產(chǎn)業(yè)鏈中下游重要的一個(gè)環(huán)節,系統廠(chǎng)商通過(guò)平臺軟件使得多個(gè)嵌入式終端通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息的傳遞,從而為最終用戶(hù)提供產(chǎn)品和服務(wù)。如在安防市場(chǎng),視頻服務(wù)器(DVS),硬盤(pán)錄像機(DVR)網(wǎng)絡(luò )攝像機(IPNC)就是三種典型的嵌入式終端產(chǎn)品,平臺軟件則可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)管理多個(gè)嵌入式終端產(chǎn)品,形成一套基于視頻單工傳輸基本功能的監控系統;如在通信市場(chǎng),專(zhuān)用視頻會(huì )議終端配合系統集成商提供的平臺軟件和MCU可以形成一套基于視頻全雙工的多點(diǎn)視頻會(huì )議系統;如在手機市場(chǎng),iPhone就是一種嵌入式終端產(chǎn)品,而蘋(píng)果在線(xiàn)商店就是一個(gè)平臺軟件;如在廣電市場(chǎng),機頂盒就是嵌入式終端產(chǎn)品,結合運營(yíng)商提供的云服務(wù)平臺軟件就可以玩3D游戲。
結合嵌入式市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵構成因素之后,其產(chǎn)業(yè)系統模型可以抽象為:
嵌入式產(chǎn)業(yè)系統 = 芯片 + 嵌入式終端 + 平臺軟件
行業(yè)寡頭的時(shí)代
2005年,TI在C6455的1.2GHz高性能DSP處理器之后,嵌入式處理器部門(mén)(DSP-Systems)的整體策略開(kāi)始轉變,即由以 DSP架構處理器為主導的垂直行業(yè)市場(chǎng)戰略向以ARM架構處理器為主導的通用行業(yè)市場(chǎng)進(jìn)行戰略轉型,率先推出了代號為DaVinci的 TMS320DM6446處理器。該處理器采用了ARM+DSP+CP(注:CP即Co-Processor協(xié)處理器)的SoC架構,其中ARM采用了 297MHz的 ARM926EJ-S內核,DSP采用了594MHz的C64x+內核,CP是一個(gè)可以支持視頻和圖像編解碼以及其它常用處理算法的 VICP(Video-Image-Co-Processor)加速器。很多觀(guān)點(diǎn)認為DaVinci其實(shí)在技術(shù)上并無(wú)創(chuàng )新,因為T(mén)I的無(wú)線(xiàn)半導體部門(mén)的 OMAP處理器以及行業(yè)市場(chǎng)的DM270處理器早已經(jīng)有了類(lèi)似的架構,但筆者認為,達芬奇處理器最具革命性意義的就是它的全平臺開(kāi)放性,不同于用硬件直接做多媒體加速的應用處理器,達芬奇處理器提供的ARM,DSP和VICP是三個(gè)全部開(kāi)放且可編程的內核。達芬奇技術(shù)的核心其實(shí)并不在于硅片本身,而是基于 Linux的那套軟件框架,它把一個(gè)基于多媒體應用的嵌入式軟件抽象為應用軟件和算法軟件,采用CodecEngine框架組件規范了算法軟件的開(kāi)發(fā)標準 (xDAIS)和統一接口(xDM),應用軟件通過(guò)CodecEngine來(lái)調用算法軟件,在這個(gè)層面上,應用軟件只運行于Linux之上,并不關(guān)心 Linux運行于何種處理器內核上,算法軟件被CodecEngine統一管理,所以應用軟件也無(wú)需關(guān)心算法軟件運行于何種處理器內核上。用CMEM組件來(lái)管理DSP和ARM之間的共享內存,用DSPLink把DSP和ARM之間的通信模擬成一個(gè)類(lèi)似于Linux多進(jìn)程之間的RPC(Remote- Procedure-Call),這其實(shí)是一件非常好的事情,可以使得DSP算法工程師和ARM應用工程師并行工作而又確保了最后軟件集成的統一規范。
雖然這一次,TI有專(zhuān)門(mén)的商用Linux開(kāi)發(fā)商MontaVista為DM6446定制開(kāi)發(fā)的內核,有全球多家第三方合作伙伴如 Ateme,Ittiam,Ingenient開(kāi)發(fā)的高性能Codec,有中國本土著(zhù)名IDH時(shí)代飛騰提供的RMVB播放器解決方案,但是在2006 年,DM6446在通用市場(chǎng)的推廣之路卻并非一帆風(fēng)順,因為DM642的客戶(hù)已經(jīng)習慣了在Windows操作系統下一個(gè)名曰CCS的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境里,寫(xiě)代碼、編譯、仿真、下載到目標板跑程序,可是突然讓他們面對陌生的Linux系統,通過(guò)敲寫(xiě)命令行去編譯代碼,使用vi寫(xiě)代碼,安裝一堆Linux下的 LSP,文件系統,交叉編譯環(huán)境和DVSDK后還得配置一堆環(huán)境變量和路徑,才能勉強運行一個(gè)例程?OMG!幾乎所有的DM642使用者都發(fā)出了不可思議的驚嘆,原來(lái)世界還有如此“落后”的開(kāi)發(fā)方式和文本編輯器。
試想一下,如果那個(gè)時(shí)候TI能夠基于Eclipse推出一個(gè)類(lèi)似于GreenHill的IDE那樣的SoC集成開(kāi)發(fā)環(huán)境,使得DM642的用戶(hù)可以無(wú)縫過(guò)度到DM6446,那應該是怎樣一種幸福?難過(guò)的事情并不止于此,層出不窮的內核Bug和匱乏的獨立開(kāi)發(fā)DSP端算法的資源可是苦了做產(chǎn)品的企業(yè),光是一個(gè)Audio OSS全雙工的Bug就愣是N個(gè)月沒(méi)有給出完全搞定的Patch,那個(gè)時(shí)候可真是一個(gè)內核升級的Patch都十分搶手,更別說(shuō)擁有Linux下的 cgtools和dspbios安裝包可以笑傲江湖,如果誰(shuí)再有了DVSDK,那簡(jiǎn)直可以仙福永享,壽與天齊了。
那個(gè)時(shí)代,是一個(gè)DSP和VICP依然屬于行業(yè)寡頭的時(shí)代。
所謂兵馬未動(dòng),糧草先行。如果把芯片比喻成兵馬,那開(kāi)發(fā)工具就是糧草,TI應該同步推出基于Eclipse的雙核集成開(kāi)發(fā)環(huán)境替代CCS,筆者猜想TI剛開(kāi)始是想拉動(dòng)一票業(yè)內公司構建一個(gè)完整的達芬奇處理器生態(tài)環(huán)境,像IDE,Codec,OS都找第三方合作伙伴定制,但是要知道,拉人家入伙不是錯,入了伙客戶(hù)不買(mǎi)單那就是天大的麻煩,結果別說(shuō)IDE和OS賣(mài)出去的寥寥無(wú)幾,就連Codec也是評估的多,買(mǎi)單的少,全中國達芬奇的粉絲們都在日夜趕工的定制有中國特色的Codec......
在TI推出了DM6446這顆旗艦產(chǎn)品之后,又陸續推出了 DM6441,DM6443,DM6446低頻版本和工業(yè)級版本等處理器。這里面不得不說(shuō)的一個(gè)公司就是時(shí)代飛騰,這是筆者很欣賞的一個(gè)公司,在 DM6441的殺手級應用里,時(shí)代沸騰的MP5方案可謂是曾經(jīng)風(fēng)光一時(shí),在沒(méi)有硬件RMVB解碼器的時(shí)代,DSP再一次展現了可編程的魔力,遙想當年,華旗推出的基于DM6441的高端MP5產(chǎn)品也是名噪一時(shí),后來(lái),時(shí)代飛騰又基于DM6441推出了網(wǎng)絡(luò )電視一體機的方案,但是DM6441的價(jià)格居高不下使得這個(gè)曾經(jīng)是TI陣營(yíng)王牌IDH的公司徹底轉向Telechips的平臺,筆者在時(shí)代飛騰的一個(gè)朋友抱怨到,TI一顆芯片都趕上別人的一個(gè)BOM了。那個(gè)時(shí)候我就在想,究竟怎樣的附加值和商業(yè)模式才能擊碎消費市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的利潤“微笑曲線(xiàn)”,還是終究在消費市場(chǎng)做IDH就是一個(gè)利潤夾縫中茍延殘喘但又創(chuàng )造著(zhù)將冰冷的芯片變成有生命力產(chǎn)品奇跡的商業(yè)行為?
水深火熱中的曙光
在第一輪達芬奇熱還未褪卻之時(shí),TI又推出了由十余種處理器構成的DM643x家族,這完全可以看作是DM644x家族去掉ARM內核和VICP加速器之后的產(chǎn)品,伴隨著(zhù)DM643x處理器出現的還有一個(gè)在技術(shù)上非常拉風(fēng)的東西,那就是跑在DSP內核上的Linux虛擬機,這是一家叫做 Virtuallogix的公司做的軟件產(chǎn)品,它可以使得DSP支持Linux,這再一次證明了TI想在Linux下統一管理和開(kāi)發(fā)它的全部嵌入式處理器的軟件框架戰略,在前面提到過(guò)DVSDK里的一個(gè)組件叫做CodecEngine,它可以使得應用軟件通過(guò)RPC調用算法軟件完成多媒體算法的調用,而不必關(guān)系多媒體算法在物理上究竟是運行于A(yíng)RM還是DSP,在DM6446時(shí)代,或許覺(jué)得這無(wú)非是故弄玄虛,畫(huà)蛇添翅膀,但當DM643x上跑著(zhù)Linux 的時(shí)候,一切都明朗了,基于CodecEngine開(kāi)發(fā)的應用程序可以無(wú)縫的在DM643x和DM644x的Linux上平滑過(guò)渡,這或許就是軟件框架的優(yōu)勢吧。
在被DM644x虐了1年后,水深火熱的工程師們仿佛終于看到了曙光,終于看到了一顆貌似可以繼承DM642衣缽的達芬奇處理器了,終于可以在CCS下繼續裸奔著(zhù)DM642時(shí)代的程序了,終于可以在一個(gè)彩色的視窗集成開(kāi)發(fā)環(huán)境里拋開(kāi)萬(wàn)惡的xDAIS算法標準寫(xiě)有中國特色的Codec了。于是,DM643x 因為有著(zhù)比DM642更先進(jìn)的DSP內核架構和達芬奇響亮的名頭走進(jìn)了千家萬(wàn)戶(hù),在終于找到了CSL并且拋棄了虛擬機之后,工程師們又開(kāi)始抱怨,為什么 DM6437只有一個(gè)VPFE而并非像DM642有多個(gè)VPort呢,這對處理多路視頻將是多么的復雜,于是DM643x被打入冷宮,直到DM3xx應用處理器的IPNC大行其道,才被重新定為視頻分析協(xié)處理器,視頻分析軟件供應商O(píng)bjectVideo將DM643x做成獨立的視頻分析模塊,但阻礙這顆達芬奇處理器涅磐的依然是ObjectVideo昂貴的軟件入門(mén)費和版稅。
不知是機緣的巧合還是天意,在DM643x家族問(wèn)世后不久,DM648橫空出世,這是一個(gè)至今已經(jīng)可以跑到1.1GHz的DSP處理器,它集成了2個(gè)千兆以太網(wǎng)接口和5個(gè)VPort視頻口,DM648才是真正的將DM642精神發(fā)揚光大的產(chǎn)品。在萬(wàn)眾矚目下,一個(gè)奇怪的事情又發(fā)生了,DM648的開(kāi)發(fā)板居然不是TI御用的Spectrum公司設計的,相關(guān)的設計資料也是乏善可陳,至今仍然想不通為什么DM648為何落得如此下場(chǎng),國內第三方做DM648開(kāi)發(fā)板的跟DM6446簡(jiǎn)直不在一個(gè)數量級。從性能上看,DM648非常適合做多路CIF格式的視頻產(chǎn)品,該處理器的5個(gè)VPORT口都是16比特數據位寬,和DM642一樣可以同時(shí)吃進(jìn)2路BT656格式的視頻,內部采用了DSP+CP的架構,其中CP和DM644x的VICP是一樣的,可以支持8路 CIF格式的H.264視頻編碼。
不平凡的一年
2008年,注定是不平凡的一年。
TI或許已經(jīng)意識到了在中國這樣一個(gè)神奇的土地上,有這樣一個(gè)潛規則,那就是只有硬件是可以賣(mài)錢(qián)的,硬件上跑的所有東西你都要送我。于是TI開(kāi)始做出這樣一個(gè)決定,Linux內核維護從以MonvtaVista為主樹(shù)轉移到以自己維護的內核為主樹(shù),逐漸往Community Linux靠攏,徹底擺脫MontaVista;于是TI開(kāi)始做出這樣一個(gè)決定,自己做Codec,因為客戶(hù)聽(tīng)到第三方Codec昂貴的入門(mén)費統統都嚇跑,自己去做有中國特色的Codec去了,TI可郁悶了,這得做到猴年馬月才能量產(chǎn),于是N多項目胎死腹中。
當TI開(kāi)始逐步透露要做Codec并且有可能免費的消息后,在業(yè)內也算引起了不小的震動(dòng),雖然TI一再在每年一度的全球第三方峰會(huì )上說(shuō)他們只是做一些基本功能的 Codec以應對其它半導體廠(chǎng)商應用處理器的免費Codec帶來(lái)的競爭壓力,但是,Ateme還是轉向FPGA平臺,Ittiam傳言準備自己做 ASIC,Ingenient則被Sasken收購,而此時(shí)的時(shí)代飛騰,則徹底放棄了TI的平臺,轉向更加經(jīng)濟實(shí)惠的Telechips和 Marvell,于是,TI的Codec陣營(yíng)就在這一年土崩瓦解。
但是事情遠比想象的嚴重,這位行業(yè)巨鱷開(kāi)始全面拉低嵌入式處理器產(chǎn)品配套工具的利潤,達芬奇處理器的性能雖然是一路飆升,但是相應開(kāi)發(fā)板的價(jià)格確實(shí)越來(lái)越低,最后TI終于祭出大招,OMAP3530的 BeagleBoard以一種社區開(kāi)源模式面世,所有的硬件設計源文件以及驅動(dòng)和操作系統都可以從網(wǎng)絡(luò )社區下載,用于僅需要99美金就可以買(mǎi)到的 BeagleBoard開(kāi)發(fā)板,而同年份,合眾達的560仿真器跳水到4800一只,BlackHawk又推出僅 199美金的560Plus仿真器,國內幾家傳統ARM開(kāi)發(fā)工具供應商的OMAP3530開(kāi)發(fā)板價(jià)格全部在千元以下,DM642時(shí)代高利潤的藍海時(shí)代頓時(shí)變紅,而且還飄著(zhù)不少第三方的尸體。
令人感到不解的是,進(jìn)入嵌入式市場(chǎng)的OMAP3530處理器依然保持著(zhù)移動(dòng)市場(chǎng)特有的 0.5mm點(diǎn)距和PoP封裝,過(guò)了好一陣子TI才發(fā)布0.65mm點(diǎn)距的硅片。OMAP是TI在移動(dòng)市場(chǎng)處理器的旗艦產(chǎn)品線(xiàn),在2008年底推出的 OMAP3530集成了Cortex-A8內核,C64x+的DSP內核和硬件加速器,并且還具有PowerVR的圖形加速器。雖然血統不同,但 OMAP3也可以粗略看作是DaVinci架構的低功耗版本,但跟DaVinci不同的是,OMAP3530加強了GPP的性能,削弱了DSP的性能,一個(gè)考慮是進(jìn)一步降低功耗,另一個(gè)則是市場(chǎng)因素,達芬奇處理器主要用于做視頻壓縮的產(chǎn)品,而OMAP3都是面向做視頻解碼和圖形顯示的產(chǎn)品,于是國內國外用 DM6441做移動(dòng)電視和便攜式播放器的廠(chǎng)商為了保持競爭力又不得不轉移到 OMAP3平臺上,因為該平臺不僅有3D圖形加速器,可以做3D導航和玩游戲,還有比DM6441更低的功耗和更強的GPP資源。在2009年的TI開(kāi)發(fā)商大會(huì )上,Cortex-A8內核確實(shí)是獨領(lǐng)風(fēng)騷,OMAP陣營(yíng)的參展商一舉壓倒了DaVinci參展商,諸多的Android,WinCE獨立軟件供應商和無(wú)線(xiàn)模組供應商開(kāi)始加入TI的陣營(yíng),而TI發(fā)布以ARM為主導的產(chǎn)品數量已經(jīng)開(kāi)始超過(guò)以DSP為主導的產(chǎn)品數量了。
像 TI這樣的公司,在以DSP架構為主的產(chǎn)品發(fā)展時(shí)期,結盟了眾多第三方助陣,而當以DSP架構為主的產(chǎn)品走到成熟時(shí)期,TI則毫不猶豫的踹掉了這些第三方公司(雖是無(wú)奈之舉但畢竟是不爭的事實(shí)),為的就是進(jìn)一步降低通用市場(chǎng)客戶(hù)的入門(mén)成本,舉個(gè)例子就是:以前10萬(wàn)美金的Codec入門(mén)費對垂直行業(yè)的那些寡頭算個(gè)毛,但對通用市場(chǎng)的客戶(hù)來(lái)說(shuō),打死也不會(huì )掏錢(qián)的。所以,在商場(chǎng)上,只有永恒的利益,沒(méi)有永恒的友誼,TI這么做是戰略轉型的必然結果。
戰略?xún)?yōu)勢喪失殆盡
為了在高清網(wǎng)絡(luò )攝像機(HD-IPNC)市場(chǎng)拔得頭籌,TI在2008年初率先推出了可以做到720P30實(shí)時(shí)MPEG4編碼的DM355處理器,和 OMAP3一樣,DM355處理器帶有濃重的行業(yè)寡頭特色,它原本是一顆做數碼相機的處理器,所以擁有2個(gè)SD卡接口卻沒(méi)有EMAC,大概是柯達的數碼相機并沒(méi)有連網(wǎng)的需求吧,于是Spectrum通過(guò)DM355的EMIF總線(xiàn)接口擴展了百兆以太網(wǎng)接口,但這還遠遠不夠,DM355平臺為了降低成本,拋棄了DM644x和DM643x家族采用Nor flash作為啟動(dòng)存儲器的方案,改用SLC NAND閃存存放啟動(dòng)代碼和文件系統。
為了進(jìn)一步降低成本和推進(jìn)市場(chǎng)增長(cháng),TI選擇了Appro公司為其定制高清網(wǎng)絡(luò )攝像機參考設計,在這一點(diǎn)上,TI的思路是非常正確的,因為在高清分辨率下,CCD傳感器非常昂貴,而CMOS傳感器像原尺寸又做不大,導致本身在低照度下就就性能欠佳的CMOS傳感器的成像質(zhì)量在高分辨率時(shí)是差上加差,于是 TI在DM355處理器內部集成了一個(gè)叫做ISP的硬件影像處理單元,可以直接支持RAW格式數據的處理,我們姑且管這一塊叫做影像預處理,有了 ISP,DM355處理器就可以無(wú)縫的對接各種圖像傳感器了。再來(lái)看看圖像傳感器供應商,Aptina的傳感器一般叫做Sensor,可以直接輸出RAW 格式的數據,Ovt的傳感器一般叫做SoC,內置了ISP,低分辨率的產(chǎn)品可以直接輸出YUV的數據,高分辨率的產(chǎn)品也是輸出RAW格式數據。不知是因為 TI和Aptina高層的關(guān)系很好,還是為了彰顯DM355處理器ISP的英明神武,在A(yíng)ppro的這個(gè)參考設計里選擇了Aptina公司的 MT9P031 5MP傳感器,專(zhuān)門(mén)使用DM355的ISP開(kāi)發(fā)了針對MT9P031 CMOS圖像傳感器的影像預處理算法,于是變形金剛合體,在2008年初,萬(wàn)眾矚目的720P高清網(wǎng)絡(luò )攝像機參考設計閃耀登場(chǎng)。
TI 認為自己的這番努力已經(jīng)秒殺了掌握最先進(jìn)ISP技術(shù)的日系廠(chǎng)商,成功的把DSC的成像技術(shù)移植到了IPNC,勢必會(huì )引爆一個(gè)巨大的市場(chǎng),高清視頻,極低的成本,成熟的ISP技術(shù),甚至連鏡頭和外殼連帶完整的硬件參考設計都已經(jīng)準備就緒,整個(gè)BOM成本不到40美金,而整個(gè)參考設計除了提供全套硬件源文件外還有全套的Linux參考軟件,整套方案售價(jià)僅為995美金,這個(gè)就是Appro在2008年TI開(kāi)發(fā)商大會(huì )推出的DM355高清網(wǎng)絡(luò )攝像機參考設計,但是請注意,這僅僅是一個(gè)參考設計,而不是一個(gè)深圳模式下的解決方案。
在深圳,只有MTK那樣的才叫解決方案,英文叫Turn Key,套用大腕兒里的一句話(huà),什么叫方案知道么?只要注入一筆錢(qián),再找個(gè)工廠(chǎng)一量產(chǎn),產(chǎn)品和利潤就出來(lái)了,我們做方案的口號就是,不求最好,但求最快!
是的,當時(shí)筆者還真是聽(tīng)說(shuō)深圳有人直接拿Appro的這個(gè)參考設計去工廠(chǎng)生產(chǎn),結果自然是無(wú)法量產(chǎn),投資失敗,因為Appro此次的“方案”并非MTK的 “方案”之含義,準確的說(shuō)仍然只是一個(gè)參考設計框架,而不是一個(gè)立刻可以被量產(chǎn)的產(chǎn)品。為了推廣DM355處理器,筆者也曾多次前往深圳,記憶頗深的是拜訪(fǎng)一家做網(wǎng)絡(luò )攝像機的客戶(hù),研發(fā)總監親自接待,說(shuō):“你們(其實(shí)筆者非TI的人)的這個(gè)DM355壓縮效果不行,我接高清電視看了,都是馬賽克。”筆者頓覺(jué)驚詫莫名,問(wèn)道:“您是用復合視頻接到高清電視上看的?”該總監道:“正是。”筆者頓覺(jué)無(wú)語(yǔ),須知復合視頻怎可傳遞高清視頻信號?好吧,遂指出該總監 “疑惑”,為DM355正名,繼而該總監又說(shuō)到:“我們現在用其它方案D-In,網(wǎng)絡(luò )攝像機量很大,我們只要每臺掙1個(gè)美金就可以開(kāi)始跑量!”這就是一個(gè)非常典型的深圳市客戶(hù),他們崇拜的是MTK式的神話(huà),他們需要的是一個(gè)可以馬上量產(chǎn)的方案,他們需要的是一個(gè)可以帶動(dòng)生產(chǎn)力和現金流的Turn-Key- Solution,他們的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)單快速,薄利多銷(xiāo)。
從技術(shù)角度看,DM355的功耗和性?xún)r(jià)比還是非常不錯的,采用了 0.65mm的點(diǎn)距,內建了ISP裝置得以處理Aptina的5MP像素傳感器的RAW格式數據,該傳感器使用了2x2的binning模式來(lái)增強成像質(zhì)量,可以輸出720P30的MPEG-4視頻流。但遭人詬病的是,DM355內部的ISP行緩存不夠長(cháng),在做5MP抓拍的時(shí)候,需要2-Pass才能完成處理,2-Pass就是先把圖像采集到內存,上半邊通過(guò)ISP處理一下,下半邊再通過(guò) ISP處理一下,也正巧了,趕上那年交通行業(yè)的相機都要5MP抓拍,惹得全國上下用DM355做相機的廠(chǎng)商怨聲載道,那能搞出5MP抓拍的都是神仙?妖怪?
如果DM355定為于啟動(dòng)低成本高清IPNC市場(chǎng)的引信,TI是絕對應該找一家平臺軟件供應商推系統方案的,Appro 的參考設計和深圳模式是不搭調的,也錯過(guò)了山寨高清網(wǎng)絡(luò )攝像機的第一桶金,后來(lái)的DM300已經(jīng)可以在這個(gè)市場(chǎng)分到一杯羹,TI人無(wú)我有的戰略?xún)?yōu)勢喪失殆盡,頓時(shí)變成了人有我優(yōu)......
身陷“山寨門(mén)”
2009年春暖花開(kāi)之時(shí),TI果然毫不遲疑的推出了能支持H.264 720P30壓縮的DM365達芬奇處理器,該處理器可以認為是DM355的完善版本,除了更新了ISP之外,DM365使用了和DM355相同的 ARM926E-JS內核,使用了DM355的MJCP硬件加速器,這個(gè)加速器可以做MPEG4的編解碼和JPEG的編解碼,同時(shí)加入和DM6467的 HDVICP0這個(gè)可以支持H.264硬件編解碼的加速器,構成了DM365的基本架構,當然,植入一個(gè)EMAC彌補DM355的雞肋還是不難的。這里面請注意,TI在HDVICP0上一直沒(méi)有MPEG4和JPEG的Codec,雖然HDVICP0號稱(chēng)可以支持MPEG4,于是就只好來(lái)一個(gè)組合拳,可以說(shuō) DM365是DM6467和DM355聯(lián)姻的結晶。但是光720P還不夠,DM365的弟弟DM368在2010年也會(huì )出世,要問(wèn)怎么做到1080P的,超頻,超頻?。?!
DM36x既然出來(lái),Appro自然也不會(huì )閑著(zhù),在2008年以摧枯拉朽之勢忽悠了眾多客戶(hù)之后,2009 年繼續推兜售他們的ISP算法,這次不光是 Aptina的傳感器,Sony和Ovt的傳感器也用上了。說(shuō)到傳感器,這里有一個(gè)有趣的現象,在A(yíng)ptina剝離Micron之后,TI開(kāi)始很低調的做一種基于CMOS技術(shù)的寬動(dòng)態(tài)傳感器產(chǎn)品線(xiàn),那么自然可以大膽推測,憑借TI的野心和實(shí)力,既然想把網(wǎng)絡(luò )攝像機做到白菜價(jià),那么它就得把CMOS傳感器和 DM368做到一顆芯片里,真正的實(shí)現“俺們也就走個(gè)量,一個(gè)只掙1塊錢(qián)”的宏偉藍圖。
從技術(shù)角度看,DM355處理器的 MJCP是由DM644x/DM648的VICP演變而來(lái),而DM36x的集成度要比DM355強一個(gè)檔次,不僅集成了 AudioCodec,還能在單通道視頻接口VPFE上做多路視頻流的Demux,NAND閃存控制器也從DM355的1-bit ECC變成了4-bit ECC,而且還支持硬件人臉檢測功能,同時(shí)解決了ISP內部行緩沖不夠的問(wèn)題,終于可以支持1-pass的高分辨率圖片抓拍。在參考設計資源上和 DM355不同的是,DM365除了Appro提供的IPNC參考設計,還有UDWorks公司的DVR參考設計,該參考設計可以支持8-CIF或者2- D1的視頻壓縮,使用了一顆TI同步推出了高性能四通道視頻ADC芯片TVP5158,大概是看到Techwell在DVR市場(chǎng)賺了不少,TI也開(kāi)始做多通道的視頻ADC產(chǎn)品,剛想說(shuō)那Techwell的市場(chǎng)應該會(huì )讓出一部分,就聽(tīng)聞Techwell以3.7億賣(mài)給Intersil了......
DM6467T 作為DM6467家族的最高端產(chǎn)品,擁有近乎1GHz主頻的DSP內核,500MHz主頻的ARM926E-JS內核以及2個(gè)HDVICP硬件協(xié)處理器,其中HDVICP0可以支持H.264/VC-1/MPEG-4高清編碼,HDVICP1可以支持H.264/VC-1/MPEG-4 /MPEG-2高清解碼,而該處理器顯然和任何一款DaVinci家族的處理器不同,它的VPIF決然不同于VPFE和VPORT,該端口僅支持嵌入同步的視頻格式,但是卻可復用為T(mén)S流傳輸或接收模式,可以非常方便的支持DVB-ASI接口,這是一顆明顯帶有廣電行業(yè)特色的處理器,它可以單芯片實(shí)現 MPEG2到H.264的實(shí)時(shí)轉碼功能,并且支持千兆以太網(wǎng)接口,而且一直號稱(chēng)可以支持1080P60 H.264高清編碼。
TI 這種從DSP單核心架構到DSP+ARM+硬件加速器SoC架構再到ARM+硬件加速器SoC架構的轉變過(guò)程非常之快,在不到3年時(shí)間內先后快速推出多種處理器,而且還都是先找寡頭買(mǎi)單,再挪到通用行業(yè)市場(chǎng)。從某種意義上說(shuō),觀(guān)望的客戶(hù)會(huì )引起“審美疲勞”,跟進(jìn)的客戶(hù)會(huì )發(fā)現“投資貶值”,也就是TI并沒(méi)有很好的保護客戶(hù)對它的投資。
在DM642時(shí)代,是一招鮮,吃遍天,只有一顆處理器,無(wú)論客戶(hù)做多少個(gè)產(chǎn)品線(xiàn),多少種產(chǎn)品,只用維護一種開(kāi)發(fā)環(huán)境和軟件,只用保持為數不多的一個(gè)BOM 清單即可;可是到了達芬奇時(shí)代,DM644x算法買(mǎi)不起,自己做吧,還沒(méi)做完,DM357出來(lái)了,那就用DM6467做720P產(chǎn)品,結果DM365出來(lái)了,只好用DM6467做1080P產(chǎn)品,結果DM368又呱呱墜地;如果剛用DM6441做完D1 H.264網(wǎng)絡(luò )攝像機,DM355的720P MPEG4又得換一套DVSDK,還得琢磨0.65mm的點(diǎn)距,從644x的NorFlash換成SLC NAND;1年后,沒(méi)轍,繼續跟進(jìn)DM365,這時(shí)候估計已經(jīng)比放棄DM355,專(zhuān)盯著(zhù)DM365的客戶(hù)要慢了幾個(gè)月了;君不見(jiàn)DM365官方開(kāi)發(fā)板上輝煌的電源方案足可以引多少英雄豪杰竟折腰(用了十幾種);相比于A(yíng)mbrella的IPNC方案和海斯的DVR方案,TI的參考設計又明顯缺乏成熟的“山寨化”軟件;縱觀(guān)跟進(jìn)TI的烈士般的公司們,累的跳樓的心都有了,光是那一套套不一樣的DVSDK,一堆堆形形色色的Patch,就已然頭昏腦脹了......
開(kāi)始曬家底兒了?
TI在2009成功收購了Luminary,補強了MCU的產(chǎn)品線(xiàn),形成了以MSP430,Cortex-M3和Cortex-A8為核心的高中低檔全線(xiàn) MCU產(chǎn)品線(xiàn),初步實(shí)現了硅片產(chǎn)品的戰略布局。在軟件方面,拋開(kāi)MontaVista之后,Linux全面轉向Community陣營(yíng),IDE轉向基于 Eclipse的CCS4.0,至此,算是基本完成了由DSP為核心的處理器架構向以ARM為核心,DSP,硬件加速器為輔的處理器架構。TI的網(wǎng)站在 2010年也做了結構性的調整,Processor下面出現了ARM,DSP和MCU三個(gè)板塊。
DSP這種處理器架構還能保持多久的生命力是一個(gè)值得探討的問(wèn)題,嵌入式處理器市場(chǎng)的競爭本質(zhì)還是架構之爭。有一個(gè)觀(guān)點(diǎn)是任何一個(gè)處理器設計公司都不會(huì )同時(shí)維護兩種架構的處理器產(chǎn)品,如Intel公司先是改造ARM架構,做出XScale處理器,但是后來(lái)卻賣(mài)給了Marvell,為的就是統一桌面處理器和嵌入式處理器的架構,后來(lái)推出的Atom等一系列處理器都是基于x86架構的瘦身產(chǎn)品,且不說(shuō)Marvell吃進(jìn)Xscale后賺的盆滿(mǎn)缽滿(mǎn),Xilinx也將在Spatan-6 和Virtex-6之后統一自己FPGA架構。TI又何嘗不想如此,但是因為它的產(chǎn)品線(xiàn)過(guò)于龐大,也就注定需要很長(cháng)的時(shí)間了。首先在C64x和C64x+ 的DSP內核架構之后,又推出了C674x+內核架構,該架構統一了浮點(diǎn)DSP和定點(diǎn)DSP內核;其次在 DM8168和OMAP4處理器上,TI則會(huì )統一硬件協(xié)處理器的架構,即OMAP4和DM8168都采用IVA-HD這種相同的硬件加速器;至此,TI在 SoC上已經(jīng)形成了C674x+Cortex+IVA-HD的統一架構SoC雛形。
記得ADI公司早在若干年前就關(guān)閉了以色列的TigerSharc設計中心,其理由是,該處理器已經(jīng)登峰造極,沒(méi)有再發(fā)展的必要;在桌面處理器市場(chǎng),主頻提升早已遭遇瓶頸,多核心時(shí)代正在到來(lái),而ARM此時(shí)已經(jīng)不聲不響邁入雙核2GHz的Cortex-A9時(shí)代。TI的DSP也是如此,C6000架構已經(jīng)成熟多年,1.2GHz似乎已經(jīng)是不可逾越之極限,于是2009年TI發(fā)布了3個(gè)1.2GHz核心的高性能多核DSP處理器TMS320C6474,這也是一顆從垂直行業(yè)市場(chǎng)拿到通用市場(chǎng)的處理器(TI開(kāi)始曬家底兒了?),隨后又發(fā)布了擁有6個(gè)700MHz內核的TMS320C6472多核DSP處理器,但恐怕由于功耗的原因,基于65nm工藝的C647x系列很難再有突破。多核心DSP未來(lái)的道路確實(shí)很艱難,因為它已經(jīng)處于一個(gè)非主流的位置,雖然不排除在更先進(jìn)的工藝節點(diǎn)上植入更多的DSP內核甚至是Cortex-A9內核完成統一處理器架構和軟件框架的瘋狂構想。
在Intel收購風(fēng)河公司,Xilinx和ARM結盟,Altera和MIPS聯(lián)姻,Winter聯(lián)盟被ARM和Google瓦解之后,嵌入式市場(chǎng)就要好戲連臺了。
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在 Intel沒(méi)有想明白是不是像ARM那樣進(jìn)行IP授權來(lái)運營(yíng)Atom的時(shí)候,請將目光移向ARM陣營(yíng),Altera其實(shí)在很早以前就有過(guò)一款集成了 ARM7硬核的FPGA產(chǎn)品,筆者非常奇怪為何Altera要做這樣一個(gè)看起來(lái)并不十分明智的產(chǎn)品,須知在那樣一個(gè)年代,一個(gè)昂貴的,功耗很大的FPGA 去聯(lián)姻一個(gè)廉價(jià)的,功耗很低的RISC究竟意義何在?而Xilinx在SoPC的戰略上無(wú)疑是成功的,它選擇了同樣昂貴,功耗很高但同時(shí)性能也很高的 PPC硬核,從Virtex-II一直到Virtex-5的產(chǎn)品中都可以看到集成PPC硬核的產(chǎn)品,但是這一切都將在28nm節點(diǎn)工藝改變,在28nm技術(shù)上,Xilinx選擇了高性能低功耗的工藝,而Altera則選擇了更高性能但高功耗的工藝。因為在28nm,Xilinx將植入Cortex-A9硬核處理器,創(chuàng )造真正的低成本,低功耗的SoPC產(chǎn)品,繼續向嵌入式市場(chǎng)挺進(jìn),試想如果一顆集成了Cortex-A9的SoPC芯片售價(jià)15美金,你還會(huì )選擇相同價(jià)位的SoC嗎?筆者認為Xilinx選擇在28nm節點(diǎn)統一產(chǎn)品架構是因為此時(shí)FPGA的功耗和成本跟PPC已經(jīng)不再匹配,ARM才是最好的選擇。
如果TI的嵌入式處理器產(chǎn)品線(xiàn)架構是一個(gè)線(xiàn)性空間,那么它的正交基是:DSP內核,ARM內核,硬件加速器和通用外設,用公式表述一個(gè)TI的SoC定義為:
TI SoC = a * DSP + b * ARM + c * Accelerator + d * Peripheral
而當FPGA在28nm擁有Cortex-A9的雙核處理器和標準外設,客戶(hù)已經(jīng)可以在功耗和成本都可接受的SoPC上定制自己的硬件加速器和接口設備,用公式描述一個(gè)Xilinx的SoPC定義為:
Xilinx SoPC = a * ARM + b * Customer-Accelerator + c * Customer-Peripheral
一種新的嵌入式處理器架構的誕生或多或少都會(huì )引起變革,2005年是TI的SoC,2012應該屬于Xilinx的SoPC。
作者:VampireDaVinci
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