前言
记得最早接触PMP产品是在2002年下半年,一个偶然的机会,拆解了Archos Jukebox Multimedia。当时只有惊叹:一个装着20G/2.5’硬盘的盒子,一个只有1.5”的显示屏上,播放着流畅的“动画”。当时对这“东东”还完全没有概念,心想,谁会抱着这么重的一个东西,盯着这么小的屏幕来看“动画”啊?时隔4年,在这PMP产品相当流行的时候,拿到COWON的A2,同样是一种惊叹:多么精致的东西啊!同样的一颗心(芯,同是TI DM320方案)可以达到如此不同的效果啊!!
A2从05年底开始销售,到目前为止,已有近一年时间,期间也“涌现”了不少各种品牌的类似产品;但是在这些产品中,能与A2相抗衡的,却少之又少。因此我决定对这一经典之作,来一个较为深入的分析,让大家都对她有更好的认识吧。
写这一文章的目的,主要是为了让更多的人了解A2,认识A2的不同之处。由于本文涉及到一些技术方面的细节,也可以作为PMP产品的初学者学习;当然,对TI DM320感兴趣的朋友,也可以一读。对于老手,欢迎指正当中的错误及共同探讨。
目录
1.A2的特色
——PMP产品中的经典之作——A2
2.基本原理及分块
——认识典型的PMP产品工作原理
3.认识A2的心脏
—— 一颗双核结构的强大芯
4.为何USB速度如何的快
——得益于专用的USB2.0硬盘盒控制IC
5.为何能有如何长的播放时间
——多重的省电设计及超大容量的电池
6.强大的音频输出效果
——优越的BBE效果,特大的音量输出
7.为何能有如何优秀的显示效果
——顶级的TFT显示及先进的OSD技术
8.多种音视频格式直接播放
——强大的多媒体加速使视频播放更流畅
9.强大的AV输入输出功能
——留住时间,留住精彩的节目
1.A2的特色
——PMP产品中的经典之作——Cowon A2
2.基本原理及分块
——认识典型的PMP产品工作原理
Cowon A2,采用了TI公司的TMS320DM320双核处理器作为主芯片,外围方面,都是选用了TI、PHILIPS、Cypress等名厂的元件。
下面从主要元件清单、内部功能框图、PCB的说明等方面对A2进行分析。
3.认识A2的心脏
—— 一颗双核处理器的强大芯
要处理超过320x240的视频文件,硬件上需要很高的要求:a.要不有很高的主频,比如AMD的AU1200跑到333MHz~500MHz,但是主频越高功率越大 ; b.要不有很好的硬件加速器。在A2选用的TI DM320方案中,采用的是后者。
从下面的内部功能框图可知,DM320主要包含如下部分:
l ARM926 MCU, 200MHz
l C54X DSP为核心的多媒体加速器
l 内存交换控制器(Memory Traffic Controller)
l CCD/CMOS传感口接口(可直接支持数码照相/摄像)
l 模拟视频编码(直接支持AV OUT)
l the On-Screen Display (OSD)(支持边看视频,边调节菜单)
l SDRAM、Flash 控制器
l 直接驱动LCD的控制器
l USB 1.1 DEVICE/OTG接口
l MMC/SD卡接口
l Sony Memory Stick接口
l 2个串口,JTAG调试口,通用IO口等
由以上可看到,DM320作为PMP产品的硬件基础是足够的了;由于有了多媒体加速,主CPU可以跑在比较低的频率下,以达到省电的效果;有了硬件OSD,可以边看视频,边调节各种菜单,实际使用起来相当方便。
4.为何USB速度如何的快
——得益于专用的USB2.0硬盘盒控制IC
作为PMP产品,由于视频文件相当大,需要相当大的存贮空间,因此A2使用了20G/1.8’的硬盘作为存贮介质。然而这么的存贮空间,数据传输将成为一个大的瓶颈。
为解决数据专输的问题,A2中采用了专门的USB2.0-ATA控制器CY7C68300B。此控制器一度成为USB移动硬盘最热的主IC。从以上的内部结构框图可看出,当USB连接时,此控制器能直接控制硬盘的读写,而不经过DM320的任何处理,这样就可保证了USB数据传输的高效性。
另外,A2选用了东芝1.8’硬盘MK2006GAL,性能也不错。见下表,这样的硬盘作为笔记本硬盘,基本满足大部分应用的要求了。
从下图可看到基于Nand Flash的U3的USB远比A2慢得多。1G字节的数据,传到U3,需要3分多钟的时间;传到A2只需要1分钟的时间。
由此看来A2直接作为移动硬盘使用,也有不错的性能。
5.为何能有如何长的播放时间
——多重的省电设计及超大容量的电池
通常一部电影长度在2小时左右,20G的硬盘空间至少可以保存十来部高质量的电影。多好效果的PMP,如果播放不了2部电影就没电了,哪也是一个很不实用的摆设。然而A2却能连续播放8小时视频——可播放4部2小时的电影,至少播放15小时的音乐;这对于大部人来说,已经是很足够了。综观目前绝大部分的PMP产品,充其量也就播放2小时到4小时罢了。A2这样的性能,已经是很优秀的了。
A2如此长的播放时间,得益于内部使用了4300mAH超大容量的锂聚合物电池、使用了TI/Philips多颗高效率的开关电源、以及高效的电源管理。
从上文提到的“主要元件清单”中,可看到,开关电源使用了Philips PCF50606HN, Philips TEA1211, TI TPS61027它们都是性能相当好的开关电源;另外,充电方面使用了TI BQ24032,实测充电电流最高达1A,这样保证了更短的充电时间。
由于读写硬盘时所需要的电流相当大,达到424mA(=1.4W/3.3V);而空闲状态只有121mA(=0.4W/3.3V),见下图,因此要达到省电的目的,必需尽量减少硬盘的读写时间。
A2的电源管理方面可以从下图A2播放MP3文件时实测的工作电流情况看到,A2采用了读取一大块的硬盘数据到SDRAM中,以减少硬盘读写时间的办法,达到省电的目的,而不是总让硬盘全速地运行。从图中可看到A2播放320Kbps MP3文件的工作电流最小时只有260mA。在拆机进行测试电流过程中,在电流降到260mA时,我总听到硬盘磁头停靠的喀嚓音;在电流提升的同时,也听到了硬盘全速运行的声音。
由下面的几个实测工作电流可知,当数据量越大,硬盘空闲的时间越少,相应地工作电流也越大,播放时间也相应地减少了。当然,数据量越大,需要CPU解码的时间工作量也增大,工作电流也相应增大。
6.强大的音频输出效果
——优越的BBE效果,特大的音量输出
A2选用了WM8750作为音频编解码器,主要是因为它高达98dB/95dB的放音/录音信噪比,以及高达40mW的喇叭驱动能力,多路的音频输入(以满足MIC/FM/DMB/AV INI等需要),以及它的低功耗。
A2作为一个PMP产品,依然沿用了Cowon的看家本领:优越的BBE效果。这在A2直接驱动的两个8欧的喇叭中,表现也相当的不错。
7.为何能有如何优秀的显示效果
——顶级的TFT显示及先进的OSD技术
A2的显示屏,选用了三星的TFT:LTP400WQ-F02, 4英寸16:9的宽屏,1600万色,480x272的分辨率,作为PMP产品,这样的屏示屏是相当不错的了。
另外,在A2的双核处理器DM320中,有硬件OSD(the On-Screen Display)功能,可以使用硬件实现两张图片的叠加。在操作菜单中设置了透明色,与动态的视频画面/图片进行叠加,这样既可看到视频,又方便更改系统设置。在A2中,大量使用了硬件OSD技术,实际使用起来相当方便。
从原理来说,仅用软件一样能实现这样的效果,但是叠加过程需要对每一个象素点进行比较和替换,占用了太多的运算量;对于130,560(=480x272)这样多的象素点来说,如果用纯软件实现将占用过多的CPU时间。
8.多种音视频格式直接播放
——强大的多媒体加速使视频播放更流畅
A2的DM320中使用了双核处理器,有了一个强大的多媒体加速器,以及内存交换控制器,使得A2运行较低的频率实现多种视频格式不再太困难。
A2支持的视频格式有AVI、ASF、WMV,基于DivX3.11、DivX4、DivX5、XviD、MPEG4、WMV9的编码全部可以正常播放,支持的最大画面尺寸为720×576像素、30Fps,影片音频支持MP3、WMA编码格式及AC3 6.1系统,最大48KHz采样频率、448Kbps编码率。实际播放效果相当流畅。
音频格式有MP3(MPEG1/2/2.5、Layer3)、WMA、ASF、OGG、WAV,也是很丰富的。
实现上,DM320可以直接支持DVD格式视频的播放,但在 A2中可能因为版权及相关费用的问题,没有支持。这是笔者对A2唯一感到不足的地方。
9.强大的AV输入输出功能
——留住时间,留住精彩的节目
DM320内部有模拟视频编码器,因此DM320可直接支持视频文件输出到电视机中播放。在家里,一个40’的液晶电视机或背投,最比看4’的屏幕舒服得多,因此把视频输出到电视机观看,也是值得一试的。在下面测试中,可看到A2输出到电视中的效果,对比原图,效果还是相当不错。
有好的电视节目,总想把它留住。然而DM320内部没有模拟视频解码器,无法输入模拟视频信号到DM320中。因此,A2中增加了一颗TI/TVP5150AM1作为电视AV输入的视频解码,以把模拟的视频信号数字化后输入到DM320中录制。下面也对A2视频录制的效果及电视原本效果作了比较,这样的效果很不错了。