Здоровое сердце для мобильных устройств — микропроцессор s3c6410 от компании Samsung Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Здоровое сердце для мобильных устройств — процессор S3C6410

от компании Батвипд

Виктор НИКОНОВ Владимир НИЧИПОРОВИЧ

В статье представлены результаты тестирования нового процессора 8306410 для мобильных устройств от компании 8атзыпд на примере платы разработчика 8МРК6410. Тесты проведены независимым дизайн-центром электроники Promwad.

Если бы рынок электроники можно было сравнить с длинным поездом, где каждый вагон символизировал его отдельную долю, то, несомненно, головной частью данного состава, его «электровозом», являлась бы индустрия мобильных устройств. Этот сегмент сейчас максимально насыщен предложениями, здесь крайне высокий уровень конкуренции, и спрос не перестает расти — эти три фактора и привели к большому темпу роста и развития рынка портативной электроники. Чтобы стать первым, нужно не столько применять новые технологии, сколько создавать их. Следуя данному принципу, копания Samsung представила релиз одного из своих новых процессоров — S3C6410 — для мобильных устройств с широкими мультимедийными возможностями, который имеет все шансы стать флагманом в индустрии.

Основные преимущества новинки — это его богатая периферия и высокая производительность. Процессор S3C6410 оптимален для использования в смартфонах и персональных навигаторах, поскольку он имеет встроенный мультиформатный кодек (Multi-Format Codec, MFC) — MPEG4/H.263/H.264 для захвата изображения и MPEG4/H.263/ H.264/VC1 для воспроизведения. Этот процессор способен обрабатывать сигнал с разрешением 640x480 и частотой до 30 fps в полнодуплексном режиме (одновременный захват и воспроизведение), поддерживает 30-графику и аппаратное масштабирование, в нем реализованы 2 порта доступа к памяти, что позволяет не снижать его быстродействия при одновременном выполнении кода CPU и воспроизведения/захвата видео. А встроенный аппаратный TV-энкодер предназначен для воспроизведения TV-сигнала в форматах NTSC и PAL. К этому добавлен богатый набор интерфейсов, периферии и контроллеров памяти.

Все испытания нового процессора проводились на плате разработчика SMDK6410 от Samsung, предоставленной компанией MT-system (www.mt-system.ru). Данная плата имеет 128 Мбайт mDDR, интерфейсы TFT

Ядро ARM

Мультимедийный

ускоритель

Рис. 1. Структурная схема S3C6410X

Таблица 1. Описание результатов семи тестов

№ п. п. Тип теста Имя входного файла Разрешение входящего потока Разрешение экрана Скорость передачи данных, кбит/с FPS, кадр/с Загрузка памяти, % Загрузка процессора, %

H.264 display wanted.264 VGA 640x480 WVGA 8GGx48G 971 3G 24 3

MPEG4 display shrek.m4v QVGA 320x240 WVGA 8GGx48G 482 24 19 4

H. 263 display iron.263 QVGA 320x240 WVGA 8GGx48G 46G 3G 17 4-5

VC-1 display test2_G.rcv QVGA 320x240 WVGA 8GGx48G 46G 3G Ю 1-3

4-windows display veggie.264 (H.264), shrek.m4v (MPEG4), iron.263 (H.263), test2_G.rcv (VC-1) QVGA 320x240 WVGA 4GGx24G 46G 3G 47 6-7

482 24

46G 3G

46G 3G

Display using local path wanted.264 VGA 640x480 WVGA 8GGx48G 971 3G 33 5

Display using double buffering wanted.264 QVGA 320x240 WVGA 8GGx48G 971 3G 33 4-6

LCD & Touch panel и ADC, TV OUT (S-video, composite), 2 MMC-разъема, SPI, 2 COM-порта, интерфейс для подключения камеры и клавиатуры, Ethernet 10/100 Mbps, CF/ATA, IIS/AC97/PCM — интерфейсы для подключения кодека WM9713 или WM8580. А также разъемы для подключения 5 модулей расширения (модуль 4,8" LCD входит в комплектацию) и 200-FBGA разъем для подключения аудиокодеков. Внешний вид платы разработчика SMDK6410 от компании Samsung представлен на рис. 2.

Для тестирования производительности чипа была подготовлена и установлена ОС Linux и скомпилирован проект (Multimedia&2D_ rel-2-4-0_), который представляет собой набор драйверов и тестов, призванных продемонстрировать мультимедийные возможности чипа с использованием видеопостобработки, MFC- и LCD-контроллера. На LCD-экран воспроизводились видеоролики в семи различных режимах (табл. 1).

Смена тактовой частоты процессора с 667 до 400 МГц почти не повлияла на уровень загрузки ресурсов CPU и памяти. В таблице 1 приведены результаты тестов на часто-

те процессора 400 МГц. В итоге, по результатам проведенных тестов процессор получил отличные результаты: даже при воспроизведении одновременно 4 видеофайлов загрузка процессора составила всего 7%, а температура чипа при этом оставалась на низком уровне.

Для оценки общей производительности использовался тест Dhrystone. Были получены следующие результаты (табл. 2).

Для более полной оценки производительности CPU был применен специальный тест BDTI Video Decoder Benchmark, который только при помощи команд процессора декодирует входящий поток разрешением QVGA (320x240). Результаты теста микроконтроллера S3C6410 показали, что на частоте 400 МГц ядро ARM1176JZ-S загружено на 62,5%.

В другом известном тесте — BDTImark2000 — ядро ARM1176 на частоте 335 МГц набрало 1200 баллов (рис. 3), получив удельный счет 3,58 балла на один мегагерц. Для сравнения, ядро ARM9E имеет удельный счет 2,07 на 1 МГц, а ядро MIPS32 24KE от фирмы MIPS — всего лишь 2,98 балла на один мегагерц. Наиболее близкий к ARM1176 результат показали чипы семейства Marvell PXA27x, набрав 3,43 балла на один мегагерц.

Следует отметить, что в архитектуре ядра ARM11 реализован набор команд ARMv6, включающий в себя инструкции по работе с медиаданными, и благодаря этому прирост производительности при воспроизведении

файлов MPEG-формата (без аппаратного ускорения) составил 120%, что более чем в 2 раза превышает производительность ядра с набором инструкций ARMv5TE. При прогоне алгоритма оценки движения из предыдущего кадра прирост по сравнению с ARMv5TE составил 158%. Это, безусловно, отметят те, кто решит работать с любым медиаконтентом, будь то МР3-кодирование или работа с видеоформатами, не поддерживаемыми внутренними модулями чипа.

Широкие возможности процессора позволяют успешно применять его в таких решениях, как:

• информационные панели/киоски;

• автомобильные мультимедийные и навигационные системы;

• MID-устройства (Multimedia Internet Device);

• GPS-навигаторы;

• мультимедийные пульты управления;

• портативные игровые приставки;

• смартфоны;

• мобильные устройства;

• видеопроигрыватели;

• фоторамки.

В дополнение ко всем изложенным преимуществам данный процессор обладает хорошей технической и документальной поддержкой, несмотря на то, что он вышел в 2008 году. Эта серия чипов пользуется заслуженной популярностью среди разработчиков по всему миру, и в случае возникновения каких бы то ни было вопросов по работе с процессором высока вероятность получить квалифицированный ответ в кратчайшие сроки, через Интернет.

Рис. 4. Смартфон М900 от компании Асег работает на основе процессора 8306410

Сегодня компания Samsung по праву может смело демонстрировать все возможности своего процессора на примере уже реализованных проектов. Так, компания Асег стала одной из первых, кто применил данный чип в своем продукте: новый смартфон М900 (рис. 4) создан на основе процессора S3C6410.

Коммуникатор Асег М900 относится к классу достаточно редких устройств, которые сочетают в себе выдвижную QWERTY-клавиатуру и большой сенсорный экран. Устройст-

Таблица 2. Результаты производительности чипа (тест Dhrystone)

Частота, МГц Производительность, DMIPS

4GG 47G

533 624

667 782

Ядро и частота

ARM ARM1176 (335 МГц) ARM ARM9E (265 МГц) MIPS MIPS32 24КЕ (335 МГц) Marvell РХА27х (335 МГц)

Очки

500 1000 1500

Рис. 3. Результаты теста BDTImark2GGG

Рис. 5. Картограф высокого разрешения и ОР8-эхолот Ьои^гапсе ЬЮ8-10т, разработанный на основе процессора 8306410

во поддерживает ряд беспроводных стандартов связи: Wi-Fi, GPS, 3G и прочие современные технологии, включая встроенную 5-мега-пиксельную камеру с автофокусом и дактилоскопический датчик (сканер отпечатков пальцев). Именно благодаря правильно сделанному выбору процессора, который позволил разработчикам быстро реализовать множество аппаратных и программных задач, дан-

ное устройство позиционируется в низком ценовом сегменте, что не может не порадовать пользователей и, соответственно, помочь Асег увеличить объемы продаж.

Еще один успешный продукт, реализованный на основе процессора S3C6410, — это картографы высокого разрешения и GPS-эхолоты Lowrance серии HDS (рис. 5).

С помощью S3C6410 на дисплее устройства можно увидеть яркие детализированные изображения различных карт рыбных мест одновременно со всей информацией о том, что происходит под лодкой. Встроенный в процессор ускоритель 3D-графики позволяет даже при просмотре больших подробных карт, включающих в себя детализированную береговую линию и глубинные контуры около 10 000 водных объектов и 5000 озер, производить плавный переход между двухмерным и трехмерным режимом.

S3C6410 с мощным ядром AR.M11 и такими функциями, как поддержка стереозвука, усовершенствованный интерфейс памяти, возможность подключения нескольких радиостанций и контроллер дисплея, позволил компании Lowrance создать успешный продукт высокого качества и одновременно отказаться от большого количества лишних де-

талей, а в результате — снизить себестоимость изделия.

Как видно, процессор S3C6410 дает разработчикам широкие возможности для реализации большого количества функций в своих будущих продуктах и позволяет в сжатые сроки выводить на рынок новые hi-tech решения. По сравнению с современными аналогами данный чип обладает рядом значительных преимуществ: он имеет развитую периферию и отличную производительность, кроме этого, позволяет эффективно решать задачу энергосбережения при помощи встроенного модуля управления режимами потребления энергии, а также обладает возможностью захватывать и воспроизводить видео. Все это позволяет применять его в смартфонах и навигаторах — устройствах, которые ценятся за их мультимедийные возможности, большой срок работы от аккумулятора и возможность выполнения задач, требующих высокой производительности.

В заключение стоит отметить, что встроенные ускорители графики в S3C6410 дают хорошие основания для использования достаточно мощных графических интерфейсов или платформ типа Qt, Google Android и т. п. ■