상해 제드 마이크로일렉트로닉스 유한회사의 Z228 칩은 전형적인 응용 프로세서이다. 타이완 반도체 매뉴팩처링 0. 13um 공정, 코어 전압 1.2V, I/O 전압 2.5/3.3V, 패키지 44 1-TFBGA 그림 1 에서 볼 수 있듯이 Z228 칩의 외관은 인민폐 50 센트보다 약간 작다.
그림 1:Z228 칩 물리도.
Z228 을 초소형 노트북 보드 (DRAM, 하드 드라이브 등 제외) 로 생각할 수 있습니다. ), 디스플레이, 키보드, 마우스, 메쉬 및 기타 주변 장치와 함께 포켓 노트북이되었습니다. 이것은 온칩 시스템 (SoC) 의 개념을 반영합니다. 실제로 Z228 은 고도로 통합된 SoC 칩으로 하드웨어의 고성능, 저렴한 비용 및 소프트웨어 유연성을 갖추고 있습니다. 해당 상자 그림은 그림 2 에 나와 있습니다.
그림 2 에서 볼 수 있듯이 칩 소프트웨어의 유연성은 주로 ARM926EJ 커널을 통해 드러난다. 현재 거의 모든 애플리케이션 프로세서가 ARM 코어를 사용하고 있습니다. 어떤 의미에서 ARM 은 휴대용 단말기 분야의 실제 표준으로 간주 될 수 있으며, ARM 명령어 세트와 호환되는 많은 소프트웨어는 인터넷에서 다운로드 할 수 있습니다. 칩에 들어 있는 하드웨어의 높은 성능과 저렴한 비용은 MPEG-4 엔진과 이미지 처리 엔진을 통해 주로 드러난다. 비디오 코덱 작업 및 이미지 처리는 모두 하드웨어에 의해 구현되어 ARM 코어의 부담을 크게 줄이고 터미널 수명을 크게 연장시킵니다. 하드웨어 솔루션 채택의 또 다른 이점은 독립적으로 개발하거나 제 3 자로부터 멀티미디어 코덱 소프트웨어를 구입할 필요가 없어 개발 주기를 단축하고 R&D 비용을 절감할 수 있다는 것입니다.
다음은 Z228 칩의 기술적 특징과 응용에 대해 설명합니다.
1.ARM926EJ 커널
Z228 은 ARM9 시리즈 중 최고급 ARM926EJ 프로세서 코어를 사용하며 0. 13um 공정 하에서 최대 300MHz 의 코어 클럭 속도를 제공합니다. 이 제품은 고성능 및 저전력 요구 사항을 모두 고려하여 멀티 태스킹 모바일 어플리케이션 소프트웨어를 위해 설계되었습니다. 이 커널을 통해 Z228 은 오디오, 비디오, 이미지, 2D 그래픽 및 Java 3D 게임과 같은 멀티미디어 어플리케이션을 원활하게 실행할 수 있습니다.
그림 2:2:Z228 칩 기능 상자
Z228 의 ARM926EJ 커널에는 TCM 인터페이스가 있는 16KB 명령 캐시와 16KB 데이터 캐시가 포함되어 있습니다. 메모리 스냅인 (MMU) 은 WinCE 및 Linux 와 같은 내장형 운영 체제를 지원합니다. Z228 은 매트릭스 AMBA 버스 (MAB) 를 사용하여 처리량이 높은 데이터 애플리케이션에 충분한 대역폭을 제공합니다. ARM926EJ 는 ARMv5TEJ 명령어를 사용하여 ARMv4 명령어와 역호환되며 널리 사용되는 ARM 개발 디버깅 시스템을 지원하여 터미널 장비 공급업체의 소프트웨어 투자를 극대화합니다.
Z228 은 ARM 의 JazelleTM 가속 기술을 지원하여 Java 프로그램의 실행 속도를 크게 높이고 매우 낮은 전력 소비량을 유지할 수 있습니다. 모바일 보조 프로세서는 SAD 엔진을 구현함으로써 비디오 인코딩 효율성을 50% 이상 향상시킵니다.
2.MPEG-4 코덱 엔진
Z228 에는 MPEG-4/H.263 하드웨어 코덱 엔진이 내장되어 있습니다. VGA@30fps 의 전이중 코덱을 수행할 때 ARM926EJ 의 부하가 매우 낮아 (5% 미만) 운영 체제 및 기타 어플리케이션을 원활하게 실행할 수 있습니다. Z228 은 CIF 크기만 지원하는 메인스트림 칩보다 비디오 성능이 더 뛰어납니다. 비트율이 최대 8Mbps 인 실시간 디코딩은 일시 중지감이 없습니다. 또한 CIF 에 비해 고품질 VGA 동영상이 PC 에서 재생될 때 이미지 화면이 더 커지고 TV 로 출력되는 효과도 더 좋습니다.
전체 하드웨어 구현으로 소프트웨어 개입이 줄어들고 제품의 안정성이 향상되었습니다. 이 엔진은 특허 모션 추정 기술을 사용하여 매우 절전되며 VGA@30fps 전이중 코덱에서 전력 소비량이 120mW 이하입니다.
그림 3: 오류 없는 디코딩 이미지 그림 4:4:Z228 의 디코딩 이미지입니다.
낮은 비트율 전송 조건에서 뛰어난 이미지 품질을 제공하기 위해 엔진은 슬라이스 재동기화, 데이터 분할, RVLC (Reverse Long Code), 헤더 확산 스펙트럼 코드 (HEC) 등 비디오 오류 방지 기능을 통해 무선 환경에서 비디오 전송의 견고성을 크게 높였습니다. 그림 3 과 그림 4 를 비교해 보면 Z228 오류 방지 기술이 이미지 품질 향상에 탁월한 성능을 제공한다는 것을 알 수 있습니다.
Z228 에는 색도 공간 변환, 모든 규모의 이미지 확대/축소, 블록 제거 필터, 밝기/대비/채도 보정, 디더링, 이미지 마스크, 그림 그리기 등의 기능을 지원하는 고성능 전체 하드웨어 비디오 후처리 엔진도 있습니다. 디코딩된 비디오 이미지는 엔진을 통해 처리되며 CPU 개입 없이 화면에 직접 표시되며, 비디오 재생이 원활하고 전력 소비량이 증가하지 않습니다.
3. 비디오 인터페이스 가속 엔진
Z228 내장 비디오 인터페이스 가속 엔진, 제드 특허 구성 가능한 이미지 처리 라인 기술 (EBBI 보간 복원, Gamma 화이트 밸런스 조정, IBCSA 이미지 보정, 감마 색상 보정, HPFS 디지털 줌, ADNR 노이즈 제거, DES 에지 향상 모듈 포함) 가속 엔진은 CMOS/CCD 이미지 센서 인터페이스 회로를 통해 시장 메인스트림 CMOS/CCD 센서 모듈에 연결하여 RAW, RGB, YUV 등의 다양한 입력 형식을 지원합니다. Z228 통합 고품질 JPEG 코덱 모듈은 최대10.6 메가픽셀 스틸 화면을 촬영할 수 있습니다. 전자 로케이션 및 화면 메뉴 기능도 하드웨어에 의해 수행됩니다.
그림 5:5:Z228 칩의 소프트웨어 아키텍처
또한 가속 엔진에는 CCIR656/60 1 입/출력 인터페이스가 있어 TV 인터페이스에 쉽게 연결할 수 있으며 TV 녹화, TV 출력 등 인기 있는 엔터테인먼트 어플리케이션을 제공합니다.
4. 주변 장치 인터페이스
Z228 은 고도로 통합된 SoC 칩으로 다양한 하드웨어 인터페이스가 내장되어 있어 시스템 개발자에게 편리할 뿐만 아니라 제품의 비용과 부피도 줄일 수 있습니다.
Z228 은 듀얼 화면 디스플레이 지원: 24 비트 트루컬러 주 LCD, 해상도 SVGA(800x600), 스마트 LCD 모듈, 보조 화면 및 기본 화면으로 작동. Z228 은 PDA, 학습기, 하이엔드 스마트폰 개발을 용이하게 하는 터치스크린을 지원합니다.
Z228 에는 USB OTG 인터페이스가 내장되어 있어 PC 호스트 및 주변 장치와 쉽게 통신할 수 있을 뿐 아니라 USB 스토리지 장치, USB 프린터 또는 USB 프로토콜을 지원하는 기타 모바일 장치도 쉽게 연결할 수 있습니다.
그림 Z228 칩의 개발판.
모바일 장치의 대용량 메모리 카드 요구 사항에 따라 Z228 은 SD/CF/PCMCIA 인터페이스를 통합하여 최대 4GB 용량 확장을 지원합니다.
Z228 에는 2G/2.5G/3G 베이스밴드 칩, 블루투스 컨트롤러, 이더넷 칩, 아날로그 오디오 코덱, TV 인코더, 적외선 트랜시버, 마이크로하드 드라이브 등 다양한 장치와 연결할 수 있는 추가 주변 장치 인터페이스도 내장되어 있습니다. 차별화된 제품을 개발할 수 있습니다.
5. 임베디드 소프트웨어
임베디드 소프트웨어는 SoC R&D 에서 매우 중요한 역할을 합니다. 제품의 차별화를 반영하고 사용자와 하드웨어 간의 다리 역할을 하며 제품의 성패를 결정하는 열쇠입니다. Z228 의 내장형 소프트웨어는 그림 5 와 같이 계층형 유연성 아키텍처를 사용합니다.
하드웨어 추상화 계층에는 보드 수준 지원 팩 (BSP), 드라이버, 진단 및 디버깅 도구가 포함됩니다. BSP 는 부트 프로그램과 하드웨어 구성 파일로 구성되며 시스템 부팅 시 소프트웨어 환경을 제공합니다. 하드웨어 추상화 계층은 하드웨어 및 소프트웨어 모듈의 커플링을 논리적으로 최소화하여 하드웨어 및 소프트웨어 공동 검증을 가속화하고 개발 주기를 단축합니다. OS 계층은 WinCE5.0, Linux2.6. 15 등 주요 임베디드 운영 체제를 지원합니다. 프로토콜 계층에는 주로 SIP, RTP, RTSP 및 멀티미디어 라이브러리와 같은 필수 미들웨어가 포함됩니다. 프로토콜 계층에서 응용 프로그램 계층 호출을 위해 여러 API 를 추상화합니다.
Z228 의 소프트웨어 개발 패키지는 하드웨어 추상화 계층과 애플리케이션 계층으로 구성됩니다. 모듈식 설계 원칙을 따르며 구조적으로 확장성과 유연성을 갖추고 있습니다. 각기 다른 장비와 애플리케이션에 따라 개발자는 비용과 성능 간의 균형을 맞추기 위해 적절한 감소를 수행할 수 있습니다.
6. 적용 예
Z228 칩을 기반으로 Jade 는 그림 6 과 같이 풍부한 인터페이스를 갖춘 시스템 보드 및 개발 키트를 제공합니다. 이를 바탕으로 R&D 직원은 다양한 기능을 갖춘 제품을 신속하게 개발할 수 있습니다.
스마트폰. Z228 칩을 기반으로 연구원들은 소량의 장치만으로 강력한 멀티미디어 스마트폰을 빠르게 개발할 수 있다. Z228 은 UART 또는 68K 인터페이스를 통해 베이스밴드 칩과 통신할 수 있습니다. Z228 은 메인스트림 임베디드 운영 체제 지원, 고품질 오디오 및 비디오 통신 지원, 디지털 카메라/카메라 기능 및 PDA 기능을 통해 소프트웨어 확장성을 제공합니다. Z228 은 효율적인 전력 관리를 통해 다양한 작업 모드를 제공하여 스마트폰의 수명을 효과적으로 연장할 수 있습니다.
PMP/MP4 .Z228 강력한 멀티미디어 성능과 풍부한 주변 장치 인터페이스는 하이엔드 통합 PMP 의 기본 기능입니다. Z228 기반 PMP 는 외장 하드 드라이브, 메모리 카드, 카메라 모듈, FM 모듈, 블루투스 모듈, 802. 1 1 모듈, 사진 촬영, 비디오, 음악, FM 라디오, 녹음 등을 제공합니다 내장형 ARM926EJ 프로세서는 또한 임베디드 운영 체제를 실행하여 Flash 게임, 플래시 플러그인, 인스턴트 메신저, 전자책 등을 지원합니다. , PMP 제품의 차별화를 완전히 반영합니다.
영상 감시. Z228 은 비디오 감시 시스템 구축에 이상적입니다. 내장된 ARM9 프로세서와 하드웨어 비디오 코덱은 보다 유연하고 저렴한 분산 터미널 장치와 IP 기반 모니터링 네트워크를 개발하는 데 도움이 되며, 비디오 감시에서 네트워크, 디지털, 인텔리전스로 발전하는 추세에 부합합니다. Z228 의 고급 비디오 압축 알고리즘은 낮은 대역폭 (700kbps 미만) 에서 우수한 이미지 품질 (30dB 이상) 을 제공합니다. 짧은 대기 시간 모드에서 전체 대기 시간 (전송 지연 제외) 이 60msARM9 프로세서보다 작기 때문에 오디오 및 비디오 동기화를 쉽게 수행할 수 있습니다.
화상 전화. Z228 은 저렴한 화상 전화 및 화상 회의 시스템을 설계하는 데 사용할 수 있습니다. Z228 은 컬러 이미지 센서 모듈과 LCD 디스플레이 모듈을 결합하여 양방향 MPEG-4 비디오 신호를 전송할 수 있습니다. VGA 크기의 이미지와 짧은 지연 모드 및 오류 방지 기술을 통해 사용자 환경을 크게 개선할 수 있습니다. ARM926EJ 프로세서는 SIP 스택을 실행하여 비디오 스트림의 비트율을 다양한 채널 대역폭에 맞게 동적으로 조정할 수 있습니다.