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手機基頻雙處理器概念：數位訊號處理器＋應用處理器 －.背景說明 早期手機的功能較為陽春，主要提供語音通話及文字短訊的傳送，當時的基頻零組件也較為單純，主要含括有類比基頻(Analog Baseband)、數位基頻(Digital Baseband)、記憶體(Memory)、功率管理(Power Management)四大部分。但隨著手機應用不斷的擴充下，基頻零組件數目也越來越多，多媒體處理器(Multimedia Coprocessor)提供和弦鈴聲、CMOS/CCD感光元件(CMOS/CCD Sensor)及影像處理器(Image Processor)提供照相功能等，手機基頻零組件元件數隨著手機應用功能擴充也不斷的增加。 手機基頻零組件數目，隨著應用的擴充而不斷增加，應用處理器的出現，形成手機基頻雙處理器的概念，此概念讓數位訊號處理器負責語音訊號的處理，應用處理器負責影音應用的處理。 二、基頻新架構：應用處理器概念 由于手機上影音功能不斷的擴充，在影像方面，彩色螢幕的色階越來越高，由早期的4096色階到現在的262k色階(實際為262,144色階)；在相機模組上，由早期搭載11萬畫素的CMOS/CCD相機模組，到現在百萬畫素以上的CMOS/CCD相機模組。而音樂方面，手機鈴聲的發展上，由16和弦、32和弦到64和弦，還能將錄音的內容當作鈴聲，再來則是轉為音樂的播放，支援MIDI、MP3形式的播放，還有強調立體聲的喇叭。除了上述的影音功能，還有許多無線傳輸與應用，如：藍芽傳輸、Wi-Fi、GPS及FM收音機紛紛加在手機上。 表一 手機多媒體功能規格的演進 資料來源：工研院IEK(2005.02) 這些影音加在手機上，大量資料訊號的處理勢必增加在基頻上，在這樣的趨勢下，手機基頻不但要處理既有的語音訊號，還要加入大量的資料訊號，對于原先的數位訊號處理器來說，無疑是一大負擔。在影音發展的初期，簡單的影音傳送，資料的處理還是落在數位訊號處理器上，但隨著影音規格不斷提升，處理和弦鈴聲相關，必須多一顆和弦鈴聲IC(Melody IC)，處理照相功能相關，必須再多一顆影像處理器(Image Processor)，基頻的零組件越加越多，所占的面積也越來越大。 為了整合這些影音元件，應用處理器(Application Processor；AP)的概念因應而生，讓手機基本的語音訊號處理由原先的數位訊號處理器負責，而影音方面的資料處理就交由應用處理器負責。 資料來源：工研院IEK(2005.02) 圖一 手機基頻雙處理器架構：數位訊號處理器＋應用處理器 影音資料處理交由應用處理器負責，這樣作法有兩個好處。 1. 減少數位訊號處理器重新設計與認證，加快產品上市時程 隨著數位訊號處理器在處理速度上的提升，要將部分的影音資料處理交由數位訊號處理器也未嘗不可，但這樣做的缺點為，一旦手機影音規格變化，則數位訊號處理器必須做不同的設計及驗證。 依據上述考量，若將所有的影音處理整合在一顆應用處理器中，不但減少數位訊號處理器因多媒體功能的改變，而重新設計的時間，也只針對單一應用處理器元件進行認證，對于推出各式影音規格不同的多媒體手機，應用處理器的概念將可加快產品上市的時間。 2. 元件整合降低零組件的成本 以射頻零組件的整合為例，當元件的離散度越高，則元件的面積越大，成本也越高，隨著元件的整合，尺寸與成本才有辦法進一步的下降。同樣的道理，在基頻零組件上，當處理影音資料的元件，分布成處理和弦鈴聲的和弦鈴聲IC及處理照相功能的影像處理器，對于元件的尺寸及成本都比整合為單一應用處理器來得高。在手機的大小越來越小，成本要求越來越低的要求下，應用處理器的概念，不但可以滿足處理影音資料，更可以縮小元件尺寸，達到降低成本。 三、基頻零組件市場規模 2004年全球基頻零組件的總產值為176.1億美元，較2003年的150.6億美元，成長16.9%，2004年數位訊號處理器的占有率較2003年略微下滑，為35.2%，應用處理器則成長到3.8%；影音相關的零組件（CMOS/CCD感光元件、影像處理器、多媒體處理器、應用處理器）占基頻零組件的比例越來越高，2004年影音相關零組件占了9.9%，較2003年成長了3.1%。（由圖二所示） 資料來源：IDC；工研院IEK(2004.12) 圖二 2003年、2004年手機基頻零組件產值分布 全球基頻零組件產值在2004年依然維持成長，數位訊號處理器的產值也突破60億美元，應用處理器的概念大約在2003年底被提出，當年的產值約為2.1億美元，隔年產值則是提升到6.6億美元，產值成長率高達217%，預估到2008年，應用處理器仍可保持20%以上的成長率。（如圖三所示） 資料來源：IDC；工研院IEK(2004.12) 圖三 2003"2008年手機數位訊號處理器、應用處理器產值 四、結論 當手機上影音多媒體的規格不斷提升，再加上越來越多的應用結合在手機上，大量的資料訊號得依賴手機基頻來處理，使得手機基頻除了數位訊號處理器外，必須再外加許多影音處理等元件，這樣一來使得手機基頻的面積不斷擴大。 手機基頻雙處理器概念：數位訊號處理器＋應用處理器，解決了上述的問題，數位訊號處理器專心處理語音資料，應用處理器負責影音應用的相關資料。選用應用處理器時必須考量到應用處理器與周邊元件（數位訊號處理器、LCD螢幕、相機模組等）連接介面、控制介面、傳輸介面的設計，尤其是傳輸介面的設計，因為手機可攜帶的電量有限，許多影音的控制若不需要應用處理器處理，跳過(pass)應用處理器的機制、應用處理器休眠的機制，都可延長手機的待機時間與使用時間。 |
