目前，便攜式設備中的應用正日益豐富。隨著拍照、音樂、電影、可視電話、移動電視、3D游戲、定位服務、Web瀏覽、Email、即時通信、電子支付等各種應用的不斷涌現，推動著便攜式設備的數據處理能力以超“摩爾定律”的速度增長。在高端的便攜式設備中（比如智能手機、硬盤式PMP等），一般會有一顆應用處理器。這些處理器為日新月異的應用提供運行平臺和強大動力，并為設備廠商提供至關重要的產品差異化。據權威市場調查機構分析，2005年至2009年，應用處理器的復合年均增長率（CAGR）高達48%；到2009年，中國應用處理器的銷售額將達到36億美元。

上海杰得微電子有限公司的Z228芯片正是一款典型的應用處理器，它采用 ，核心電壓為1.2V，I/O電壓為2.5/3.3V，而封裝為441-TFBGA。從圖1可以看出，Z228芯片外觀比人民幣5角硬幣還要略小一些。

圖1：Z228芯片實物圖。/I》

你可以想象Z228就是一塊超小的筆記本電腦主板（不帶DRAM和硬盤等），加上顯示屏、鍵盤、鼠標、網口和其它外設，它就變成了一臺袖珍筆記本電腦。這正體現了系統級芯片（SoC）的概念。事實上，Z228正是一款高集成度的SoC芯片，兼具硬件的高性能、低成本和軟件的靈活性。其模塊框圖如圖2所示。

從圖2可以看出，該芯片軟件的靈活性主要由ARM926EJ內核體現。目前幾乎所有的應用處理器都采用ARM內核，從某種意義講，ARM在便攜式終端領域可被認為是事實上的標準，在互聯網上可以下載到很多兼容ARM指令集的軟件。芯片中硬件的高性能、低成本主要由MPEG-4引擎和圖像處理引擎來體現。視頻編解碼運算和圖像處理采用全硬件實現，從而使ARM內核的負擔大大減輕，終端的電池續航時間得以顯著延長。采用硬件方案的另一好處是無需自主開發或從第三方購買多媒體編解碼軟件，從而縮短開發周期，降低研發成本。

以下將介紹Z228芯片的技術特點及其應用。

1. ARM926EJ內核

Z228采用了ARM9系列中最高端的ARM926EJ處理器內核，在0.13um工藝下內核主頻可達300MHz。它專為多任務的移動應用軟件而設計，兼顧高性能和低功耗的要求。在該內核的支持下，Z228能流暢地運行音頻、視頻、圖像、2D圖形、Java 3D游戲等多媒體應用軟件。

圖2：Z228芯片功能方框圖。

Z228中的ARM926EJ內核包含16KB指令Cache和16KB數據Cache，具有TCM接口。內存管理單元（MMU）支持WinCE、Linux等嵌入式OS。Z228采用矩陣式的AMBA總線（MAB），為高吞吐量的數據應用提供充足的帶寬。ARM926EJ采用ARMv5TEJ指令集，后向兼容ARMv4指令集，并支持流行的ARM開發調試體系，能最大程度地保護終端設備廠商的軟件投資。

Z228支持ARM的JazelleTM加速技術，可大大提高Java程序的運行速度，并保持極低的功耗。MOVE協處理器通過實現SAD引擎，使得視頻編碼的效率提高50%以上。

2. MPEG-4編解碼引擎

Z228內置MPEG-4/H.263的全硬件編解碼引擎，在進行VGA@30fps的全雙工編解碼時，ARM926EJ的負荷極低（小于5%），可流暢運行操作系統和其它應用程序。與市面上主流的僅支持CIF尺寸的芯片相比，Z228的視頻性能更具優勢。在進行碼率高達8Mbps的實時解碼時，畫面沒有停頓感。另外，高質量VGA錄像與CIF相比，在PC上回放時具有更大的圖像畫面，輸出到電視的效果也更出色。

其全硬件實現的特點使得軟件干預極少，提高了產品的穩定性。該引擎采用獲得專利的運動估計技術，非常省電，在VGA@30fps全雙工編解碼時，功耗低于120mW。

圖3：無防錯的解碼圖像。圖4：Z228的解碼圖像。

為了在低碼率傳輸條件下提供優秀的圖像質量，該引擎具有視頻防錯的功能，包括條帶重同步（Slice resynchronization）、數據分割（Data partition）、可逆變長編碼（RVLC）和頭擴展碼（HEC）等，顯著地改善了無線環境下視頻傳輸的魯棒性。對比圖3和圖4，即可顯示Z228的防錯技術在改善畫質方面的優越性能。

Z228還內置高性能的全硬件視頻后處理引擎，支持色度空間轉換、任意尺度圖像縮放、去塊/去環濾波、亮度/對比度/飽和度校正、抖動（Dithering）、圖像掩模、畫中畫等功能。解碼后的視頻圖像經該引擎處理后直接上屏，無須CPU干預，在不增加功耗的前提下，實現視頻的流暢播放。

3. 視頻接口加速引擎

Z228內置視頻接口加速引擎，采用了杰得專利的可配置圖像處理管道技術，包含EBBI插值還原、AWBA白平衡調節、IBCSA圖像校正、Gamma色彩校正、HPFS數字變焦、ADNR去噪、DES邊緣增強等模塊。該加速引擎通過CMOS/CCD圖像傳感器接口電路，可與市場上主流的CMOS/CCD傳感器模組連接，支持RAW、RGB、YUV等多種輸入格式。Z228集成了高質量的JPEG編解碼模塊，可勝任高達1，600萬像素的靜態圖片的拍攝。電子取景和屏上菜單功能也由硬件完成。

圖5：Z228芯片的軟件架構。

此外，該加速引擎還具備CCIR656/601輸入輸出接口，方便與電視接口相連，提供電視錄制和電視輸出等頗受歡迎的娛樂性應用。

4. 外設接口

作為一款高集成度的SoC芯片，Z228內置了多種硬件接口，不僅能給系統開發者帶來諸多方便，而且能有效降低產品的成本和減小產品的體積。

Z228支持雙屏顯示：高達SVGA（800x600）分辨率的24位真彩的主液晶屏，另帶一個智能LCD模塊，作為副屏與主屏同時工作。Z228支持觸摸屏，便于開發PDA、學習機和高端智能手機。

Z228內置了USB OTG接口，使得產品不僅能便捷地與PC主機及其周邊設備進行通訊，而且能方便地連接USB存儲設備、USB打印機或其它支持USB協議的移動設備。

圖6 ：用于Z228芯片的開發板。

針對移動設備對大容量存儲卡的要求，Z228集成了SD/CF/PCMCIA接口，支持高達4GB容量的擴展。

Z228還內置了其它外設接口，使之可與2G/2.5G/3G基帶芯片、藍牙控制器、以太網芯片、模擬音頻編解碼器、電視編碼器、紅外收發器、微硬盤等各種設備互聯，開發出具有差異化的產品。

5. 嵌入式軟件

在SoC研發中，嵌入式軟件占有非常重要的地位。它體現產品的差異化，并充當用戶和硬件之間的橋梁，是決定產品成敗的關鍵。Z228的嵌入式軟件采用了可分層的彈性架構，如圖5所示。

硬件抽象層包括板級支持包（BSP）、驅動程序和診斷調試工具。BSP由啟動代碼（Bootloader）和硬件配置文件組成，提供系統啟動時的軟件環境。硬件抽象層在邏輯上把軟硬件模塊的耦合度降到最低，便于加快軟硬件協同驗證，縮短開發周期。OS層提供對主流的嵌入式操作系統的支持，比如WinCE5.0、Linux2.6.15。協議層主要包含必要的中間件，如SIP、RTP、RTSP、多媒體庫等。由協議層抽象出若干API，供應用層調用。

從硬件抽象層到應用層構成了Z228的軟件開發包。它遵循模塊化的設計原則，在結構上具有可擴展性和靈活性。針對不同的設備和應用，開發人員可進行適當的裁減，以成本和性能之間取得平衡。

6. 應用舉例

基于Z228芯片，杰得提供接口豐富的系統板和開發包，如圖6所示。以此為基礎，研發人員能夠快速地開發出功能各異的產品。

智能手機?；赯228芯片，只需使用較少的器件，研發人員就能較快地開發出功能強大的多媒體智能手機。Z228可以通過UART或68K接口與基帶芯片通信。Z228支持主流的嵌入式操作系統，支持高質量的音視頻通訊，具有數碼相機/視頻攝像功能和PDA功能，并具有軟件擴展能力。Z228實現了高效的電源管理，提供多種工作模式，能有效延長智能手機的電池壽命。

PMP/MP4。Z228強大的多媒體性能和豐富的外設接口是高端融合型PMP的必備特點?；赯228的PMP可外接硬盤、存儲卡、攝像頭模組、FM模組、藍牙模組、802.11模組，集拍照、攝像、音樂、FM收音、錄音、電視錄制和輸出、無線傳輸、數碼伴侶等諸多功能于一身。內置的ARM926EJ處理器還可運行嵌入式操作系統，支持Java游戲、Flash插件、即時通信軟件、電子圖書等，充分體現PMP產品的差異化。

視頻監控。Z228是構建視頻監控系統的理想選擇。其內置的ARM9處理器和硬件視頻編解碼器有利于研制更加靈活和廉價的分布式終端設備和基于IP的監控網絡，符合視頻監控向網絡化、數字化和智能化方向發展的趨勢。Z228的先進的視頻壓縮算法，能在較低帶寬下（小于700kbps）下提供良好的畫質（大于30dB）；在低延遲模式下，端到端延遲（不計傳輸延遲）小于60ms；ARM9處理器的存在使得音視頻同步的實現更為方便。

可視電話。Z228可用于設計低成本的可視電話和視頻會議系統。使用Z228，并配合彩色圖像傳感器模塊和LCD顯示模塊，產品可傳送雙向的MPEG-4視頻信號。VGA尺寸的畫面，再加上低延遲模式和防錯技術，可顯著改善用戶體驗。ARM926EJ處理器可運行SIP協議棧，并對視頻流的碼率進行即時動態調整，以適應不同的信道帶寬。