Статья: Здоровое сердце для мобильных устройств – процессор S3C6410 от компании Samsung

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, на нем 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 здесь 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. Возможность одному из первых познакомиться и рассказать о данной новинке любезно предоставлена дизайн-центру электроники Promwad.

Основными преимуществами новинки являются 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, способен обрабатывать сигнал разрешением 640x480 с частотой до 30 fps в полнодуплексном режиме (одновременный захват и воспроизведение), поддерживает 3D-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 позволяет воспроизводить TV сигнал в форматах NTSC и PAL. К этому всему добавляются еще богатый набор интерфейсов, периферии и контроллеров памяти.

Рисунок №1. S3C6410X структурная схема

Все испытания нового процессора производились на плате разработчика SMDK6410 от Samsung, предоставленной компанией MT-system (http://www.mt-system.ru/). Данная плата имеет 128МВ mDDR, TFT LCD & Touch panel интерфейс, ADC интерфейс, TV OUT (S-video,composite), 2 MMC разъёма, SPI интерфейс, 2 COM-порта, интерфейс для подключения камеры и клавиатуры, Ethernet 10/100Mbps, CF/ATA интерфейс, IIS/AC97/PCM интерфейсы для подключения кодека WM9713 или WM8580. А так же разъёмы для подключения 5-ти модулей расширения (модуль 4,8” LCD входит в комплектацию) и 200-FBGA разъём для подключения аудио-кодеков. Фотография платы разработчика SMDK6410 от компании Samsung представлена на рисунке №2.

Рисунок №2. Фотография платы разработчика SMDK6410 от компании Samsung

Для тестирования производительности чипа была подготовлена и установлена ОС Linux и скомпилирован проект (Multimedia&2D_rel-2-4-0_), который представляет из себя набор драйверов и тестов, призванных продемонстрировать мультимедийные возможности чипа с использованием видео постобработки, MFC и LCD контроллера. На LCD экран воспроизводились видеоролики в семи различных режимах (таблица №1).

Таблица №1.
Описание результатов семи тестов

Смена тактовой частоты процессора с 667MHz до 400MHz почти никак не повлияла на уровень загрузки ресурсов CPU и памяти. В таблице №1 приведены результаты тестов на частоте процессора 400MHz. В итоге, по результатам проведенных тестов процессор получил отличные результаты – даже при воспроизведении одновременно 4-х видеофайлов загрузка процессора составила всего 7% и температура чипа, при этом, оставалась на низком уровне.

Для оценки общей производительности использовался тест Dhrystone, на котором чип показал следующие результаты (таблица №2):

Таблица №2
Результаты производительности чипа (тест Dhrystone)

Частота, MHz	Производительность, DMIPS
400	470
533	624
667	782

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). По результатам теста микроконтроллера S3C6410 – на частоте 400МГц ядро ARM1176JZ-S загружено на 62,5%.

Так же в другом известном тесте BDTImark2000™ ядро ARM1176 на частоте 335MHz набрало 1200 баллов (рисунок №3), получив удельный счёт 3,58 балла на один мегагерц. Для сравнения, ядро ARM9E имеет удельный счёт в 2,07 на один мегагерц, а MIPS32 24KE от фирмы MIPS показал 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.

Рисунок №3. Результаты теста BDTImark2000™

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%. И по сравнению с набором инструкций ARMv5TE, данный прирост составил более чем в 2 раза. При прогоне алгоритма оценки движения из предыдущего кадра прирост по сравнению с ARMv5TE составил 158%. Такие отличные результаты будут полезны тем, кто решит работать с любым медиаконтентом, будь то MP3-кодирование или работа с видео-форматами, не поддерживаемыми внутренними модулями чипа.

Широкие возможности процессора позволяют его успешно применять в таких сферах 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;
видео проигрыватели;
фото рамки.

В дополнение ко всем изложенным выше преимуществам, данный процессор обладает хорошей технической и документальной поддержкой и не смотря на то, что он вышел в 2008 году. При этом данная серия чипов пользуется заслуженной популярностью в открытом сообществе 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 не вставая из-за компьютера, через Интернет.

На настоящий момент, компания Samsung по праву может смело демонстрировать все возможности своего процессора на примере уже реализованных проектов. Так, одной из первой компаний, кто применил данный чип в своем продукте, стала компания Acer. Ее новый смартфон M900 (рисунок №4) вызвал настоящий фурор на рынке мобильных устройств и миллионы пользователей уже с нетерпением ждут появления на рынке данного коммуникатора.

Рисунок №4. Смартфон M900 от компании Acer работает на основе процессора S3C6410

Acer M900 относится к классу достаточно редких устройств, которые сочетают в себе выдвижную QWERTY-клавиатуру и большой сенсорный экран. Устройство поддерживает ряд беспроводных стандартов связи Wi-Fi, GPS, 3G и прочие современные технологии, включая встроенную 5-мегапиксельную 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, данное устройство позиционируется в низком ценовом сегменте, что не может не порадовать пользователей и, соответственно, помочь Acer увеличить объемы продаж.

Еще один успешный продукт, реализованный на основе процессора S3C6410, о котором хотелось бы рассказать – это картографы высокого разрешения и GPS эхолоты Lowrance серии HDS (рисунок №5).

Рисунок №5. Картограф высокого разрешения и

GPS эхолот Lowrance HDS-10m, разработанный на основе процессора S3C6410

S3C6410 позволяет видеть на дисплее устройства яркие детализированные изображения различных карт рыбных мест с проходящей береговой линией 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 переход между двухмерным и трехмерным режимом очень плавно.

S3C6410 с мощным ARM11 ядром и такими функциями, как поддержка стереозвука, усовершенствованный интерфейс памяти, возможность подключения нескольких радиостанций и контроллер дисплея, позволил компании Lowrance создать успешный продукт высокого качества, с возможностью одновременно отказаться от большого количества лишних деталей и, в результате, снизить себестоимость изделия.

Как видно, процессор S3C6410 дает разработчикам широкие возможности для реализации большого количества функций в своих будущих продуктов 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 очень эффективно решать задачу энергосбережения при помощи встроенного модуля управления режимами потребления энергии, а также обладает возможностью захватывать и воспроизводить видео. Все это делает его отличным кандидатом на применение в ряде мобильных устройств, таких как смартфоны и навигаторы – 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 интерфесов или платформ типа Qt, Google Android и многое другое.

Скачать PDF-версию статьи можно здесь >>