Android 多媒體系統(tǒng)集成的復(fù)雜性

　　ARM多媒體技術(shù)

　　如上所述，Android多媒體子系統(tǒng)開發(fā)過程中遇到的基本問題是，從多個(gè)供應(yīng)商采購組件和解決方案(無論是包含內(nèi)部開發(fā)的部件還是由諸如半導(dǎo)體供應(yīng)商之類的外部公司提供)，這意味著將對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和/或開發(fā)進(jìn)度產(chǎn)生影響。而可以向OEM、系統(tǒng)集成商和硅片供應(yīng)商提供顯著幫助的解決方案即為ARM的預(yù)集成多媒體堆棧。自開發(fā)首款移動(dòng)電話以來，ARM一直致力于與其合作伙伴合作，一同開發(fā)可以在固定功耗預(yù)算范圍內(nèi)、持續(xù)擴(kuò)展移動(dòng)設(shè)備功能的技術(shù)。因此，ARM在多媒體IP以及處理因集成高度復(fù)雜的視頻和圖形技術(shù)而產(chǎn)生的系統(tǒng)級(jí)問題方面具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。ARM產(chǎn)品的核心在于，可以在圖形、視頻和顯示處理器內(nèi)核、系統(tǒng)級(jí)SoC優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域提供廣泛的多媒體技術(shù)組合。

　　●ARM Mali GPU系列是指一系列廣泛的產(chǎn)品，可以進(jìn)行擴(kuò)展以便為移動(dòng)細(xì)分市場(chǎng)內(nèi)外的各類設(shè)備提供豐富的消費(fèi)者體驗(yàn)，適合高端和主流市場(chǎng)，包括：

　　ARM Mali-T820：提供多功能和效率的最佳組合，可以向下一代主流移動(dòng)設(shè)備交付豐富的用戶界面和卓越的內(nèi)容，并采用盡可能小的硅片面積維持最佳性能的ARM特色產(chǎn)品;

　　ARM Mali-T830：其每個(gè)著色器內(nèi)核的計(jì)算能力高于Mali-T820，能夠?yàn)橹髁饕苿?dòng)設(shè)備的消費(fèi)者帶來諸如高級(jí)3D游戲等更復(fù)雜的內(nèi)容;

　　ARM Mali-T860：可從一個(gè)內(nèi)核擴(kuò)展至十六個(gè)內(nèi)核，經(jīng)過優(yōu)化，能夠?yàn)楦叨艘苿?dòng)設(shè)備市場(chǎng)帶來具備卓越性能效率的復(fù)雜圖形和計(jì)算內(nèi)容;

　　全新Mali-T880，旨在為溫度受限的移動(dòng)和消費(fèi)者平臺(tái)帶來高端復(fù)雜的用例，能效較之前一代提高了40%.附加的算術(shù)能力和可擴(kuò)展性支持可支持類似游戲機(jī)的高級(jí)游戲體驗(yàn)。

　　Mali-T860和Mali-T880均本地支持10位YUV，為最佳4K內(nèi)容提供令人驚嘆的視覺表現(xiàn)，并且與Mali-V550視頻處理器和Mali-DP550顯示處理器的配置相得益彰。

　　●ARM Mali-V550視頻處理器是下一代低帶寬、多核、多重編解碼的編碼器/解碼器，提供IP業(yè)界首個(gè)適用于HEVC(高效率視頻編碼)編解碼器(包含8位和10位HEVC解碼和8位HEVC編碼)的單核視頻編碼/解碼解決方案。它可以在單核上集成編碼和解碼功能，并且能夠在多個(gè)編解碼器上最大程度地重復(fù)使用，確保設(shè)備交付高級(jí)別的硅晶片面積效率。

　　●ARM Mali-DP550顯示處理器是最新一代的ARM顯示技術(shù)，其增強(qiáng)功能可以將合成、縮放、旋轉(zhuǎn)以及圖像后處理等任務(wù)從GPU或CPU卸載到專用處理器，省去了寫出到內(nèi)存的必要，進(jìn)而節(jié)省功率。該設(shè)備的硅片面積非常小、能耗低，額外支持多達(dá)七層的合成，同時(shí)還集成了ARM的節(jié)能技術(shù)。

　　系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化技術(shù)

　　與此同時(shí)，有數(shù)項(xiàng)系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化技術(shù)可供系統(tǒng)集成商使用，并且能夠?yàn)锳RM的多媒體處理器組合提供補(bǔ)充。這些技術(shù)包括ARM幀緩沖壓縮(ARM Frame Buffer Compression， AFBC)、智能消除(Transaction Elimination)、智能合成(Smart Composition)以及動(dòng)作搜索消除技術(shù)(Motion Search Elimination)。

　　●ARM幀緩沖壓縮(AFBC)是一項(xiàng)無損圖像壓縮協(xié)議和格式，可以解決在移動(dòng)設(shè)備的散熱限制內(nèi)，構(gòu)建愈加復(fù)雜的設(shè)計(jì)時(shí)所面臨的困難?；旧?，它最大限度地減少了SoC內(nèi)不同IP塊之間的數(shù)據(jù)傳輸量，并且可以降低在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)傳輸空間協(xié)調(diào)圖像數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的整體系統(tǒng)級(jí)帶寬和電力成本。其無損壓縮率在業(yè)界處于領(lǐng)先地位，典型情況下可高出50%，而算上限制性的最壞情況比率，通常情況下高出80%.AFBC提供低至4x4塊級(jí)別的細(xì)粒度隨機(jī)訪問，該隨機(jī)訪問支持在SoC設(shè)計(jì)內(nèi)的其他IP塊中應(yīng)用AFBC.在Android多媒體系統(tǒng)環(huán)境中，AFBC通過集成至顯示、視頻和GPU驅(qū)動(dòng)程序的私有接口在ARM Gralloc驅(qū)動(dòng)程序中啟用。

　　AFBC可用于所有ARM Mali視頻處理器、顯示處理器、以及Mali-T760及更高版本的圖形處理器，并且還作為可授權(quán)的單獨(dú)IP塊與SoC中的其他多媒體塊一同使用。

　　●智能消除(TE)是ARM Mali GPU架構(gòu)一項(xiàng)重要的帶寬節(jié)約功能，可在SoC系統(tǒng)級(jí)別上顯著節(jié)省能源。在執(zhí)行TE時(shí)，GPU將當(dāng)前幀緩沖與之前渲染的幀相比較，僅對(duì)改動(dòng)過的部分進(jìn)行局部更新，因而大大減少了每一幀需要傳輸?shù)酵獠績(jī)?nèi)存的數(shù)據(jù)量。這一比較是在每區(qū)塊基礎(chǔ)上執(zhí)行的，運(yùn)用循環(huán)冗余檢查(CRC)簽名來判斷區(qū)塊的改動(dòng)情況。CRC簽名一致的區(qū)塊完全相同，因此消除它們對(duì)生成的圖像沒有任何影響。無論幀緩沖的精度要求是什么，TE都可以供各應(yīng)用程序用于GPU支持的所有幀緩沖格式。TE是一項(xiàng)非常有效的技術(shù)，即便對(duì)于“第一人稱射擊游戲”而言也是如此。然而，由于在用戶界面和休閑游戲等許多其他常用圖形應(yīng)用程序中，兩個(gè)連續(xù)幀之間的幀緩沖大部分保持不變，因此TE帶來的幀緩沖帶寬節(jié)約最高可達(dá)99%.和Android多媒體系統(tǒng)集成中的AFBC一樣，“智能消除”可通過ARM Gralloc驅(qū)動(dòng)程序啟用，并且與GPU驅(qū)動(dòng)程序集成。

　　●智能合成(SC)是另一項(xiàng)旨在降低帶寬的技術(shù)，同時(shí)可以在幀合成期間讀入紋理。該技術(shù)可以將標(biāo)準(zhǔn)Android用戶界面紋理讀取帶寬降低50%以上。通過在最后幀合成之前分析幀，SC將確定是否存在要渲染幀的給定部分原因，或者它是否可以重復(fù)使用之前渲染和合成的部分。如果可以重復(fù)使用這一部分的幀，則無需重新從內(nèi)存中讀取并重新進(jìn)行合成，因此將節(jié)約更多讀取帶寬和計(jì)算量。在Android多媒體系統(tǒng)環(huán)境中，“智能合成”將顯示為EGL擴(kuò)展(EGL_KHR_partial_update)，供Android內(nèi)的‘SurfaceFlinger’和‘HWUI’組件使用(見圖2)。