高弹性与低功耗 嵌入式显示芯片设计最佳化
- 尤嘉禾
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显示器的支持一直是嵌入式领域重要功能，包括Thin Client、数码看板(Digital Signage)、工厂自动化...等系统，都需要一定程度的显示技术，因此嵌入式市场向来不乏各类型显示设备与相关元件，不过随着市场的改变，传统的嵌入式系统显示芯片，已难以满足系统厂商需求，现在的市场在功耗与弹性架构等方面，都有更高要求。
慧荣科技(Silicon Motion)显示芯片产品行销协理李祥贤指出，画面显示是嵌入式系统的主要功能，现行市场上USB Display的产品也多，不过目前这类型的显示芯片产品，主要的运算多由系统中的CPU负责，由于显示器的数据量庞大，对仍须处理其他输出入数据的CPU来说，会造成相当高的负担，不但有可能因此延迟整体系统的速度，功耗也会大幅提升。
要解决此一问题，可从显示画面的自我调整设计着手，李祥贤以慧荣科技的SM768芯片为例指出，SM768芯片导入了该公司的内容自我调整技术(Content Adaptive Technology；CAT)，这类型技术是透过不同的压缩/解压缩方式，除了标准的Motion JPEG外，另外两种则是慧荣科技自行开发的演算法，此技术会在不同演算法之间，进移动态切换，也就是依据画面的内容，弹性调整处理模式。
此一技术的优点在于降低了20%~65%的CPU使用率，而由于所搭配的芯片与一般市场上多采用ASIC(特殊应用IC)不同，采用了系统单芯片(SoC)，因此在弹性方面也有所强化，另外由于USB Display因需要压缩/解压缩的演算过程，CAT则直接将原始压缩格式传送到显示芯片上进行解码，不再像过去都由CPU负责。
SoC架构更具弹性
目前会有这类型需求的应用，主要以Docking station(扩充功能埠)，用以连接笔记本电脑的周边设备如屏幕、打印机、键盘等，另一种则是简易的USB Dongle(外接传输器)，用以外接多台屏幕或其他规格标准设备，扩张电脑的显示能力，补足了以往PCIe界面无法支持的缺点。李祥贤进一步指出，过去多PCIe的设计必须将同等数量的CPU并列，且距离不能过远，在此状况下设计自然受限，透过USB或网络，则设计弹性会高出许多。
在升级方面，由于采用了SoC架构，内部已有一颗ARM的处理器，另外也内建了专用的解压缩硬件，这些功能也保留了未来面对更高端析度内容升级空间，例如要处理4K影像，只要复制解压缩单位，并不需要重新设计原本的ARM架构，即可满足需求，而现行的ASIC作法要处理4K影像，则线路必须全部复制，在此状况下，功耗势必会成数倍成长，就此来看，SoC架构会是较佳设计方式。
虽然IT产业的显示技术已日渐成熟，不过要跨足到嵌入式系统的显示芯片设计仍然不易。李祥贤认为嵌入式系统的需求较为特殊，而且显示芯片的设计经验必须透过长年累积，他以慧荣科技为例指出，业界对该公司的认识多半为快闪存储器控制芯片供应商，不过慧荣科技当初成立是以绘图芯片起家，虽然后期快闪存储器控制芯片占出货大宗，不过绘图芯片未曾停止研发，这领域设计时常会碰到其他厂商的专利限制，慧荣科技在这部分则是以过去累积的庞大研发能量为后盾，未来则会持续深耕此领域，协助系统业者推出更高CP值的嵌入式产品。
