PXA27x系列嵌入式处理器是Intel发布的面向移动电话和掌上电脑的XScale架构的最新处理器系列,是Intel于2004年4月发布的XScale处理器家族的升级产品,最高主频达624MHz,Intel内部开发代号为Bulverde。PXA27x是十分强大的嵌入式处理器,被广泛应用于手机和高端PDA。PXA27x扩展接口有SD/SDIO/MMC、CF/PCMCIA、CMOS/CCD CAMERA、MS/MSPRO、USB1.1、OTG、IDE、LAN、SIM接口、KEYBOARD等。更广泛地面对PDA、智能手机、PMP等设计。PXA27x所定位的市场是手持多媒体数码娱乐中心。
PXA27x具备3D加速功能,满足了游戏应用;最大可支持400万象素的CCD摄像头,数码摄像功能强大;支持LAN接口,可以扩展网络应用。PXA27x加入了wireless MMX技术和SpeedStep动态电源管理技术,不但大大增强了PXA270的媒体处理能力,而且极大降低了系统功耗,延长便携产品的电池寿命。SpeedStep技术原用于英特尔移动处理器,这种技术用通俗的语言表述就是系统需要多高的主频,它就调节到多高的频率,系统不需要时,它就将处理器主频调节到最低,绝不浪费一点点。SpeedStep技术可以将PXA27x的主频在26MHz~624MHz(最高)之间自由调节。也就是说,在系统完全空闲时,PXA27x可以运行在26MHz的主频下,此时它的功耗将低于0.1毫安!
PXA 27x完全整合了Bulverde开始提出的三个特点:Quick Capture、Wireless Speed Step和Wireless MMX:
PXA27x的Quick Capture技术最高可以支持2048x2048分辩率的400万像素的照片拍摄和处理器,同时也支持这个分辩率下的高速实时回放。因为PXA27x每秒最高25MB/s的传输和处理速度足够应付这种分辩率下任何照片拍摄和传输等工作。此外,特别有意思的是在PXA271中Intel还提供了对扩展LCD的支持,这种技术允许处理器支持第二个24位真彩色的LCD屏幕,同时其包括的256KB SRAM帧缓冲可以保证两个屏幕都可以高速正常地显示图像。
Quick Capture为成像设备与无线设备提供接口,有助于改进图像质量以及降低产品整体成本,该项技术包括快速浏览、快速拍照和快速视频拍摄三种操作模式。该技术使得Bulverde可以支持400万象素数码镜头,并能提供最大416Mbit的数据传输速率。
PXA27x处理器支持专用的无线SpeedStep技术,这种技术可以使处理器根据系统运行的不同电源状况,自动切换工作频率和电压。虽然之前的PXA系列处理器在运行过程中,也能够改变处理器的时钟频率,但采用无线SpeedStep技术的PXA27x系列处理器,却能够结合处理器的工作频率,改变电压,实现低电能消耗。根据Intel的资料称,在启用无线MMX和无线SpeedStep技术之后可以节省30-77%的功耗。
Speed Step技术可以智能切换空闲、待机和深层睡眠三种低功耗状态,以提高动态电压管理性能,可在一定程度上缓解目前手持设备普遍存在电池续航能力较弱的现象,在保证CPU性能的情况下,最大限度地降低移动设备功耗。
PXA27x对无线MMX技术的支持也非常优秀,无线MMX技术是一种加快处理器多媒体处理的新命令。由于无线MMX类似于桌面处理器的MMX技术,因此那些针对桌面应用且为MMX优化的程序可以很好的运行在PXA27x处理器上,并且最终的MMX优化方式同桌面MMX的优化技术几乎是一样的,这对于那些程序开发商来说是一个非常好的消息,因为很多程序只要进行简单的移植就可以运行在PXA 27x处理器的系统上。
Pentium's MMX是一种基于Intel MMXT先进的多媒体指令集MMX技术,使得基于Bulverde的无线设备在拥有堪与PC相比的多媒体性能同时,能够最大限度减轻系统功耗,另一方面,也有助于软件开发商提供类似游戏、MPEG4视频文件以及语音识别等应用服务。该款芯片把X86架构奔腾4系列上的多媒体扩展功能引入了Xscale芯片组的产品线中,用户通过这个无线多媒体扩展技术(MMX)可以在掌上设备上播放高质量的视频和玩三维游戏。
Intel同时还发表了配合PXA270使用的图形协处理器——2700G多媒体加速器。这颗芯片可以以每秒30帧,的速度播放MPEG4或WMV的图像,使PXA270的多媒体性能达到极大提升。
Intel PXA27x处理器家族里主要有3个成员:PXA270、PXA271、PXA272,每个成员中都有312MHz、416MHz、520MHz、624MHz这几种CPU主频的产品,其中市场上主要应用的是416MHz的PXA272处理器。
OMAP家族
德州仪表公司的OMAP处理器。在消费数码领域OMAP处理器和intel的Xscale处理器几乎就是PC市场上intel和AMD的翻版。不同的是intel在这里扮演的是弱者的角色而德州仪表才是强者。仅仅是不同型号的OMAP处理器已经有超过25款之多(这不包括那些型号相同频率不同的子类型处理器)。毫无疑问OMAP处理器是一个非常庞大的大家庭。
对比一下在手机中常见的几种产品:575采用的OMAP730/586采用的OMAP750/多普达广泛采用的OMAP850/竞争对手广泛使用的OMAP1611/1710处理器。从名称上可以看出这些CPU大致可以分为两类,多普达泛用的处理器(730/750/850)以及High proformanec系列处理器(1611/1710)。
1)OMAP730处理器
OMAP730是一个单芯片处理器整合了一块作为程序运算核心的ARM926EJ-S内核以及德州仪表公司的GSM/GPRS调制解调器。OMAP730比着老式的OMAP710块了接近两倍,而且更加的省电。而且由于整合了接近40块不同的功能组件OMAP730处理器可以比老一代OMAP710节约一半的空间。对比一下dopod515和dopod565的块头这一点就非常容易理解了。
OMAP730的另一个优点是集成了16k指令缓存和8k数据缓存以及硬件的java加速功能。这使得该处理器的性能相当优异。在同时期的同频率处理器中性能无出其右者。不仅如此,它还有自己的硬件保密系统可以保护用户的数据。
这些使得565/575/585/568等手机大获成功,2004年一夜间dopod就成为了众人追捧的明星。智能手机=多普达几乎是很多人心目中的恒等式。
2)OMAP750处理器
OMAP750处理器和OMAP730处理器最主要的差别是前者支持DDR内存,仅此而已。当然了德州仪表公司还承诺该处理器使用了更省电的ARM7协处理器组件和更先进的加密算法,但是从用户角度来看这和OMAP730那个没什么差别。更快的内存确实对性能的提高有些作用,不过提高十分有限。于是OMAP750很快淡出了我们的视线。
3)OMAP850处理器
这次的产品差别大了一点,不过也仅仅在于外置部分。内核上该处理器可以支持更大的256Mb内存模块,这是同730相比主要的差别。由于该处理器性能基本等同于他的父辈OMAP730,所以德州仪表公司在该处理所处的TCS3500 Edge解决方案上明确标注了(NRND)不建议用于新型产品。不过目前市场情况来看,采用850的产品还是很多的。
4)OMAP1611
这款处理器被摩托罗拉的MPX220处理器采用过。由于MPX220虽然用摩托罗拉的牌子却不是摩托罗拉的嫡系子孙,没有多久便无疾而终了。虽然如此在MPX220的生产寿命中对dopod575等手机造成的冲击仍然是难以形容的。至今我仍然记得在济南欲求一MPX220而不可得的场景。该处理器基本设计类似于OMAP730但是内置了2M的高速缓存或者按德州仪表公司的说法:ISRAM。
16-bit EMIFS external memory interface
16-bit EMIFF external memory interface
它的主要功能是确保处理器能够高效访问外部存储区,并避免产生瓶颈现象而降低片上处理速度。TC通过三种不同的接口支持处理器或DMA单元对存储器的访问,即:EMIFS、EMIFF和IMIF。其中EMIFS接口提供对FLASH、SRAM和ROM的访问;EMIFF接口提供对SDRAM的访问;IMIF 接口提供对SRAM的访问。三个接口是完全独立的,从任何一个处理器或DMA单元都可以同时访问。
接着是1611和730/750都拥有的ARM926TEJ核心子系统,不同的是730/750使用的是ARM926TEJ-S。多出一个S并不是好事,ARM926TEJ较之ARM926TEJ-S多出了MMU(内存管理单元)、64条指令预执行缓冲器以及17条指令写缓冲。多出来的模块增进了1611的指令执行速度。
1611比730/750升级的TMS320C55x DSP(730/750使用的是C54x)。升级了的TMS320C55x的1611在视频的播放上较730拥有更快的处理速度和更好的质量。对比OMAP730/850处理器,omap1611在很多情况下性能几乎翻倍。在 Nero showtime mobile中两种处理器的差别就是OMAP730没法流畅播放音乐而OMAP1611能流畅自如的展现nero的华丽界面。华丽的机器人空战游戏CHA Ractor SE在OMPA730/850上卡的死去活来而OMAP1611能流畅运行。
5)OMAP1710
采用这款处理器的多是NOKIA手机,操作系统不同测试效果也就不同了。但是可以感觉到的是采用该处理器的NOKIA E50在视频播放时明显比较流畅。该处理器不同于OMAP1611,他买点不在巨大的ISRAM而是全面的改良。由于采用了最新的90纳米制造工艺,该处理器更加省电业更加快速。无论是数据缓存还是指令缓存都得到了成倍的扩大,而且内存控制器也得到了改良。德州仪表声称该处理器性能比老一代产品提高40%而耗电下降一半。
综上所述,TI自己的这几种CPU性能排序应该是OMAP1710>OMAP1611>OMAP750>OMAP850>OMAP730。实际上OMAP850和730相比速度基本相当,只是前者支持的内存较大而已。
Intel OXA27x 于 Ti OMA系列速度对比。
此前有网站针对,02 Atom(Intel PXA272 416Mhz)手机和多普达818pro(Ti OMAP850 195Mhz)进行对比,在处理器频率占据优势的Intel的PXA272速度占尽优势。
Spb Benchmark index,PXA272得分784.2,而OMAP850只有268.6。CPU index子项,PXA272得分1683.6,而OMAP850只有926。
CPU速度测试进行整数加法测试、整数乘法测试、浮点加法测试以及浮点乘法测试,运算次数设置在10000000次,从运算结果来看,Intel Xscale PXA272的运算速度也要比TI OMAP850快许多,但在整数加法测试和整数乘法测试中,Intel Xscale PXA272的测试成绩并没有比TI OMAP850快两倍,而在浮点加法测试与浮点乘法测试中,Intel Xscale PXA272的测试成绩则是TI OMAP850的三倍以上。
TCPMP播放器是著名的PDA媒体播放器 BetaPlayer版后的新名称,支持众多媒体格式的播放,并具备性能测试功能,测试同一视频文件Intel Xscale PXA272的多媒体播放能力要比TI OMAP850好上许多,平均速度达到了TI OMAP850的两倍左右,测试帧速率与测试数据率也将近TI OMAP850的两倍。
我们再来看,高通的CPU,采用高通7205的400MHz主频CPU的多普达 P860(资料)和采用Ti的850的200Mhz的多普达 P800W(资料)以及采用Intel 520Mhz的华硕535的性能测试。
多普达p800,p860以及华硕535进行对比
Spb Benchmark(综合性能):p800:232
p860:407
535: 493
CPU index(处理器): p800:830
p860:1568
535: 2283
Flie system index:(文件系统):p800:96.3
p860:168.6
535 :197
Gpaphics index (图形系统):p800:2608
p860:3479
535:5872
分析:从以上各个数据对比来看,p860比p800的各项性能提升接近一倍。但是相比华硕535的520Mhz的Intel cpu所带来的性能,还是有一定的差距的。而且很蹊跷的是和CPU的频率成一定的线性关系,看来目前的手机CPU还是频率为王的时代。
本文地址:http://www.cnonline.org/2008/article/10739.html