星期五, 4月 27, 2007
星期四, 4月 26, 2007
星期三, 4月 25, 2007
星期五, 4月 13, 2007
聯想移動走中國手機的差異化競爭之路
聯想移動走中國手機的差異化競爭之路
北京新浪網 (2007-04-12 22:07)
中國手機企業經歷了近十年的發展起伏後，再次站在了十字路口。去年雖然一些國產廠商終于開始恢復盈利，但業界期盼的拐點並沒有出現。國外品牌仍然占據著七成以上的市場份額，諸如黑手機、水貨等一些短線行為依然影響著國內消費者的利益，阻礙著行業進步。在這樣的現實面前，我們不禁會思考，中國手機企業如何才能突破重圍？
從價格到價值的升華
芬蘭諾基亞憑品質贏得了天下，MOTO靠創新設計重新定義了自己的時尚形象，而期望與之競爭的中國手機能夠帶給這個市場什麼呢？
哈佛商學院教授克萊頓•克里斯坦森在他著名的《困境與出路》中揭示了一個痛苦的現實：挑戰者與市場領先者在針對已有價值體系的比拼當中幾乎很少有取勝的機會。要想獲得持續增長，挑戰者只有兩條路：提供價值相似但價格更低的產品；或找尋新的價值定位。
顯然，前一條路是製造之路，而後一條則是創造之路。而優秀的中國手機廠商要想在全球市場中占有一席之地，則必須在由『製造』到『創造』的轉變與升華過程中，尋找的屬於自己的價值定位。然而困難在于，創新是個『黑匣子』，與其說u收O答案，不如說u戍騛酗@個填空題，企業需要填上的就是創新的價值定位。
手機行業的『中國派』
時勢造英雄。新的價值總是隨著時代的變遷而出現的。眾所周知，手機行業起步的十年中，行業發展主要是由技術演進驅動的。那個時代培育了像諾基亞、摩托羅拉這樣作風嚴謹、技術過硬的『歐美派』廠商。進入二十一世紀後，以外觀設計、娛樂體驗為代表的消費趨勢開始影響手機的發展，也曾讓『日韓派』廠商紅極一時。
而縱觀當下的中國手機市場，我們看到在手機行業打造『中國派』的契機已經來臨。
從技術角度看，中國手機的2G技術已經與國際廠商持平，國際廠商在原有的核心技術壁壘已經微乎其微。在3G領域，即將到來的國產3G標準TD-SCDMA無疑又將為中國手機帶來新的發展機會。
從消費角度看，隨著中國經濟地位的崛起，打上中國記號已經成為了許多中國企業或個人『走出去』的門票。這說明，『中國製造』實際上還可以代表著更多的價值，關鍵在于如何定位與經營。
從市場角度看，對於打造手機行業的『中國派』，中國市場是全球手機得天獨厚的競技場。中國消費者買走了占全球10%的手機，而他們的真正需求才僅僅開啟了冰山一角，還遠沒有被完全滿z活C進入中國市場十余載的跨國品牌在為中國消費者定制的產品上至今還是乏善可陳。商業歷史的研究証明，在自由競爭中脫穎而出的本土企業總能夠更好的滿z洛誘g消費者的需求。
創領中國風尚
面對這樣的挑戰與機遇，中國手機企業該如何抉擇呢？在這個時候，『喊出自己的聲音』是需要勇氣和決心的。而聯想移動作為中國手機市場的頭號種子選手，首當其衝。
敢于創新，勇于選擇自己的道路的事情對於聯想移動來說，已經不是第一次了。在2003年國產手機高歌猛進的時期，聯想移動毅然決定放棄被同行廣泛採用的OEM路線，全面轉型自主研發，這在當時被很多人看作是一個不可思議的行為。而今天，除了穩座中國手機的頭把交椅之外，聯想移動也擁有北京、上海、廈門三個研發中心和國內最優秀的研發團隊。去年，聯想移動在廈門啟動了世界級的全價值鏈手機工業園，更進一步提升了聯想移動的生產和運作實力。
迎來2007財年，總經理劉志軍為聯想手機的差異化發展找到了一條『創領中國風尚』之路。關于這個新戰略，劉志軍解釋道：『聯想手機所提出的創領中國風尚，就是通過積極創新，來引領「中國創造」的新風尚。它將成為指導聯想移動差異化競爭的精神旗幟。』
劉志軍表示：『聯想是一家立足中國的國際企業，我們有創新的理念，有對客戶負責的態度和對品質精益求精的追求。我們要提供給用戶具有中國特色的產品，讓用戶從使用產品中獲得超值的感受，讓中國創造成為一種時尚。』在4月12日舉行的『聯想移動2007財年戰略暨新品發布會』上，最新發布的十一款手機新品中每一款都是『創領中國風尚』的最佳詮釋。ET600是全球首款基于Microsoft Windows Mobile 6中文版作業系統的智慧電腦手機；S9手機採用創新的『S』流線設計，並在色彩上採用了中國原色的設計理念，真空電鍍和隱藏式OLED顯示屏更領業界之先；此外，還包括領先的雙GSM卡雙待手機P851，以及一款代號為Dragon(龍)的3G雙模手機，可以同時在TD-SCDMA和GSM兩種網路中自由切換。
『中國風尚』將不只局限與產品範疇。劉志軍特別指出，國產品牌與國際品牌的最大差距不是產品而是品牌。他提出：『我們今年的一個重要任務就是通過積極創新，樹立具有「中國風尚」的聯想手機品牌個性，來引領「中國創造」新風尚。』新的財年中，聯想移動第一次使用代言人，同時將鮮明的中國元素融入廣告創意之中。從某種意義上說，這些舉措標誌著聯想移動的品牌建設進入了一個全新的階段。
服務也是不可或缺的。聯想移動將為用戶提供『專業、可靠、便捷、增值』的『聯想手機i服務』，並致力于將其打造成為代表中國手機形象的領先服務品牌。
下一個五年目標
五年前，初出茅廬的聯想移動在一片質疑聲中提出了『三年主流，五年一流』的目標；五年後，當聯想手機以市場份額穩居國產第一、整體第四的成績當之無愧的晉級一流行列的時候，聯想移動提出了下一個『五年目標』──成長為一家國際有影響力的知名手機品牌。
建設創新型國家是中國未來十年科技發展的目標。對於中國企業來說，必需進入一個靠創新來推動發展的新時代。而對於聯想移動，有中國特色的創新絕不是一個口號，而是一種戰略，一種精神，一種價值。
在『中國風尚』這一全新價值定位的指引下，中國手機實現真正意義上的創領將不再遙遠。
北京新浪網 (2007-04-12 22:07)
中國手機企業經歷了近十年的發展起伏後，再次站在了十字路口。去年雖然一些國產廠商終于開始恢復盈利，但業界期盼的拐點並沒有出現。國外品牌仍然占據著七成以上的市場份額，諸如黑手機、水貨等一些短線行為依然影響著國內消費者的利益，阻礙著行業進步。在這樣的現實面前，我們不禁會思考，中國手機企業如何才能突破重圍？
從價格到價值的升華
芬蘭諾基亞憑品質贏得了天下，MOTO靠創新設計重新定義了自己的時尚形象，而期望與之競爭的中國手機能夠帶給這個市場什麼呢？
哈佛商學院教授克萊頓•克里斯坦森在他著名的《困境與出路》中揭示了一個痛苦的現實：挑戰者與市場領先者在針對已有價值體系的比拼當中幾乎很少有取勝的機會。要想獲得持續增長，挑戰者只有兩條路：提供價值相似但價格更低的產品；或找尋新的價值定位。
顯然，前一條路是製造之路，而後一條則是創造之路。而優秀的中國手機廠商要想在全球市場中占有一席之地，則必須在由『製造』到『創造』的轉變與升華過程中，尋找的屬於自己的價值定位。然而困難在于，創新是個『黑匣子』，與其說u收O答案，不如說u戍騛酗@個填空題，企業需要填上的就是創新的價值定位。
手機行業的『中國派』
時勢造英雄。新的價值總是隨著時代的變遷而出現的。眾所周知，手機行業起步的十年中，行業發展主要是由技術演進驅動的。那個時代培育了像諾基亞、摩托羅拉這樣作風嚴謹、技術過硬的『歐美派』廠商。進入二十一世紀後，以外觀設計、娛樂體驗為代表的消費趨勢開始影響手機的發展，也曾讓『日韓派』廠商紅極一時。
而縱觀當下的中國手機市場，我們看到在手機行業打造『中國派』的契機已經來臨。
從技術角度看，中國手機的2G技術已經與國際廠商持平，國際廠商在原有的核心技術壁壘已經微乎其微。在3G領域，即將到來的國產3G標準TD-SCDMA無疑又將為中國手機帶來新的發展機會。
從消費角度看，隨著中國經濟地位的崛起，打上中國記號已經成為了許多中國企業或個人『走出去』的門票。這說明，『中國製造』實際上還可以代表著更多的價值，關鍵在于如何定位與經營。
從市場角度看，對於打造手機行業的『中國派』，中國市場是全球手機得天獨厚的競技場。中國消費者買走了占全球10%的手機，而他們的真正需求才僅僅開啟了冰山一角，還遠沒有被完全滿z活C進入中國市場十余載的跨國品牌在為中國消費者定制的產品上至今還是乏善可陳。商業歷史的研究証明，在自由競爭中脫穎而出的本土企業總能夠更好的滿z洛誘g消費者的需求。
創領中國風尚
面對這樣的挑戰與機遇，中國手機企業該如何抉擇呢？在這個時候，『喊出自己的聲音』是需要勇氣和決心的。而聯想移動作為中國手機市場的頭號種子選手，首當其衝。
敢于創新，勇于選擇自己的道路的事情對於聯想移動來說，已經不是第一次了。在2003年國產手機高歌猛進的時期，聯想移動毅然決定放棄被同行廣泛採用的OEM路線，全面轉型自主研發，這在當時被很多人看作是一個不可思議的行為。而今天，除了穩座中國手機的頭把交椅之外，聯想移動也擁有北京、上海、廈門三個研發中心和國內最優秀的研發團隊。去年，聯想移動在廈門啟動了世界級的全價值鏈手機工業園，更進一步提升了聯想移動的生產和運作實力。
迎來2007財年，總經理劉志軍為聯想手機的差異化發展找到了一條『創領中國風尚』之路。關于這個新戰略，劉志軍解釋道：『聯想手機所提出的創領中國風尚，就是通過積極創新，來引領「中國創造」的新風尚。它將成為指導聯想移動差異化競爭的精神旗幟。』
劉志軍表示：『聯想是一家立足中國的國際企業，我們有創新的理念，有對客戶負責的態度和對品質精益求精的追求。我們要提供給用戶具有中國特色的產品，讓用戶從使用產品中獲得超值的感受，讓中國創造成為一種時尚。』在4月12日舉行的『聯想移動2007財年戰略暨新品發布會』上，最新發布的十一款手機新品中每一款都是『創領中國風尚』的最佳詮釋。ET600是全球首款基于Microsoft Windows Mobile 6中文版作業系統的智慧電腦手機；S9手機採用創新的『S』流線設計，並在色彩上採用了中國原色的設計理念，真空電鍍和隱藏式OLED顯示屏更領業界之先；此外，還包括領先的雙GSM卡雙待手機P851，以及一款代號為Dragon(龍)的3G雙模手機，可以同時在TD-SCDMA和GSM兩種網路中自由切換。
『中國風尚』將不只局限與產品範疇。劉志軍特別指出，國產品牌與國際品牌的最大差距不是產品而是品牌。他提出：『我們今年的一個重要任務就是通過積極創新，樹立具有「中國風尚」的聯想手機品牌個性，來引領「中國創造」新風尚。』新的財年中，聯想移動第一次使用代言人，同時將鮮明的中國元素融入廣告創意之中。從某種意義上說，這些舉措標誌著聯想移動的品牌建設進入了一個全新的階段。
服務也是不可或缺的。聯想移動將為用戶提供『專業、可靠、便捷、增值』的『聯想手機i服務』，並致力于將其打造成為代表中國手機形象的領先服務品牌。
下一個五年目標
五年前，初出茅廬的聯想移動在一片質疑聲中提出了『三年主流，五年一流』的目標；五年後，當聯想手機以市場份額穩居國產第一、整體第四的成績當之無愧的晉級一流行列的時候，聯想移動提出了下一個『五年目標』──成長為一家國際有影響力的知名手機品牌。
建設創新型國家是中國未來十年科技發展的目標。對於中國企業來說，必需進入一個靠創新來推動發展的新時代。而對於聯想移動，有中國特色的創新絕不是一個口號，而是一種戰略，一種精神，一種價值。
在『中國風尚』這一全新價值定位的指引下，中國手機實現真正意義上的創領將不再遙遠。
星期四, 4月 12, 2007
智慧天線技術MIMO在廣域無線網路中的應用分析
智慧天線技術MIMO在廣域無線網路中的應用分析
上網時間 : 2006年01月12日
廣域無線網路廠商們正越來越多地涉足行動寬頻接取和豐富多媒體業務，這些業務對無線網路提出了極大的挑戰，廠商需要對網路容量、用戶數據速率、距離和覆蓋品質做較大的改進，而多輸入多輸出(MIMO)智慧天線技術提供的潛在性能增益能夠有效地解決這些挑戰。
廣域無線網路廠商們正越來越多地採用行動寬頻接取策略和豐富多媒體業務策略，這些策略對他們的無線網路提出了極大的挑戰。為了設立和維持獲利的商業模型，需要對網路容量、用戶數據速率、距離和覆蓋品質做較大的改進。廠商對MIMO等智慧天線技術提供的潛在性能增益的興趣越來越大，因為這些技術能夠滿足這些挑戰，因而帶來網路的發展。在無線區域網路(WLAN)領域已有實際應用的MIMO以及近來客戶端設備技術的不斷進步將促進廣域網路中MIMO應用的普及。
促使MIMO在區域網路領域取得成功的許多區域網路固有特性與廣域網路環境有著很大的區別，因此我們必須謹慎地對待這種在不同應用中的轉變。在下面對廣域網路MIMO應用的簡要說明中，我們將重點突出干擾和有限散射特性，這二者是最重要的區別，也是實現中需要著重考慮的因素。對無線廠商來說有個好消息，即在廣域網路中確實可以實現MIMO的大部份理論增益，條件是採用具有網路意識(network-aware)的解決方案，這樣的方案能夠減少多蜂巢式環境中的干擾，並保持受限散射條件下的執行穩定性。另外值得注意的是，由於無需對現有無線協議作任何修改就能獲得這些性能增益，因此廣域網路中的MIMO要比一般想像中更容易實現。
定義MIMO技術
由於用戶端設備對成本具有較大的敏感性，因此在目前商業廣域網路中的智慧天線配置只是在鏈路的基地台側使用多幅天線，而客戶端設備只有一幅天線。隨著改善廣域網路經濟的壓力不斷增大，以及客戶端設備晶片整合度提高，以及對客戶端增加智慧天線處理的邊緣成本的降低，廠商對在鏈路兩端都使用智慧天線的解決方案興趣也越來越大。
圖1：在基地台(BS)和客戶設備(CD)之間具有兩條主導傳播路徑的無線訊息通道，如圖中箭頭所示，該訊息通道疊加在基地台標稱的120°扇區傳送範圍中。
兩端同時用多幅天線將可以採用許多新的傳輸技術，這些技術在僅單端使用多幅天線的系統中是不可行的，在大多數情況下應用這些技術將提供更多的系統性能增益。
業界對智慧天線的討論，包括對用於各種不同實現中的術語有完全不同的定義，因此有必要簡要介紹分類適用方法。先來看最簡單的例子，考慮在鏈路的每端都只有一幅天線的某個系統，雖然訊號向所有方向(一般在120°扇區內)發送，但某個具體的無線訊息通道可能只有兩條主導路徑，如圖1所示。本文所示例子是一個位於高處的基地台與一個位於路面的行動手機(更廣泛地說是‘客戶設備’，因為有可能是行動運算平台)之間的通訊，大部份接收訊號來自於鄰近建築物的反射。這是一個單輸入單輸出(SISO)的訊息通道。需注意的是，在無線通訊領域中所說的術語‘輸入’和‘輸出’是針對訊息通道本身而言，並非以訊息通道兩端的設備為參考。
本文討論的是最簡單的，也是目前最常見的智慧天線。如果接收器有一幅以上的天線，那麼它能智慧地組合來自不同天線接收到的訊號，並識別出訊號確實是來自兩個主要方向。它具有這個功能的原因是因為兩條路徑有不同的空間特性(spatial characteristic)或不同的空間特徵(spatial signature)。由於接收器能識別這兩種不同的空間特徵，因此它能組合來自兩個天線的訊號，並將二者累加起來形成更強的組合訊號。這種方式被稱為單輸入[到訊息通道1]多輸出[自訊息通道1](或SIMO)方式，這就是有名的接收器分集方案。接收分集技術被廣泛用於2G和現在的3G蜂巢式網路的鏈路基地台側。
反過來，如果發送器有多幅天線，而接收器只有一幅天線，訊號將仍沿相同的路徑傳播，因為實體環境沒變(建築物仍在那兒)。這種傳播方式稱為多輸入單輸出(MISO)方式。與SIMO相較，MISO的最大不同在於訊號組合必須在發送端完成，而不是在接收端。透過仔細調整發送天線，兩條路徑能夠以與SIMO相同的方式完成疊加。這種方法被廣泛用於PHS和HC-SDMA(大容量空分多址)系統，這種系統的基地台側有多幅用於接收 (工作在SIMO模式)和發送(工作在MISO模式)的天線。
在鏈路兩端提供多幅天線的方式就是MIMO方式。在這種情況下，可以更高效地使用這兩條路徑，如圖2所示。發送器可以透過調整它的天線以讓圖2中藍色所示的資訊串流沿第一條路徑(也就是空間特徵)發送，而橙色所示的另外一條資訊串流沿另一條路徑發送。因為接收器也有多幅天線，因此它可以透過檢測不同的空間特徵把兩條串流分開來。在這種情況下，發送器可以發送兩個完全不同的數據串流，從用戶看來相當於將數據速率提高了一倍。與單獨的MISO或SIMO處理相較，這種方式在最佳狀態下具有材料上的優勢，這種MIMO優勢的取得不需要增加額外的頻寬和功率。一般會降低單天線鏈路性能的多徑傳輸在MIMO方式中反而會提高訊息通道效率和品質。
MIMO系統能夠利用多徑傳播的前提是在傳播環境中存在這些空間維數，對這一點的理解非常重要。在圖2中，一共有4幅天線，但只有兩條主導路徑。在這種情況下即使有4幅天線也只能形成兩條數據串流。因此MIMO性能與系統應用環境中多徑的豐富程度密切相關。幸運的是，在許多環境中存在足夠多支援多個平行數據串流的散射和多徑傳播。
圖2：具有兩個主導傳播路徑的通訊訊息通道在MIMO方式下可以使用戶數據速率加倍。值得注意的是，多天線處理可以完成波束整形，因而使訊號沿著感興趣的訊息通道傳播，而另外一個主導訊息通道則不傳訊號。
資訊理論的研究顯示，如果鏈路兩端都使用多幅天線，那麼代表了數據速率上限的系統容量將隨天線數量的增加而呈線性成長(在確定的訊息通道前提下，並保持整體功率不變)。具有相同數量發送和接收天線的不同MIMO系統的理論容量如圖3所示，8×8 MIMO系統(即鏈路的每端有8幅天線)的容量最多可以達到單天線系統容量的8倍。考慮所有的網路的營運和資本開銷，MIMO技術提供的性能和經濟效益要比單天線系統高出許多。特別是對於高數據速率的業務，如真正的寬頻接取、IPTV和大型文件傳輸，在這些應用中受限的頻寬會引起嚴重的問題，而MIMO技術則是很有前途的一種解決方案。
圖3的預測值只顯示了理想系統的性能極限。資訊理論對如何達到這些極限值沒有提供太多的實用性指導意見，實際系統面臨著如何充分利用訊息通道提供的空間維度的挑戰。大體上有三種主要推薦的訊息通道利用方法，前兩種方法著重單條鏈路的性能，第三種著重整個網路性能：
1. 提高數據速率
上文討論的技術(如圖2中所示)通常稱為空間再使用。對於有豐富散射環境的訊息通道來說，透過在每幅天線上發送獨立的資訊串流可以提高數據速率，使用較為成熟的接收器技術可以將不同的數據串流分離開來並進行單獨解碼。如使用4幅發送和4幅接收天線的系統容量將達到單天線系統的 4倍。
2. 透過分集技術改善服務品質
相反，如果在多幅天線多個符號(symbol)上發送相同的訊號，那麼就可以改善傳輸的可靠性，而不是提高數據速率。實際上在不同天線和不同時間點發送多份訊號拷貝的這種技術提供了空間-時間的分集。同時在空間和時間上傳播或編碼資訊符號的技術被稱為空間－時間編碼技術。
3. 透過減輕干擾獲得更高的數據速率和更好的服務品質
MIMO系統中利用空間維度的另外一種適合更多干擾環境的方法是最佳化整個系統中的射頻能量分佈，盡量減少網路中共訊息通道干擾的產生和敏感度。本文最後部份將詳細討論這種方法。利用更高的SINR和經典分集可提供更高的數據速率和更具強韌性的鏈路，更高的SINR可實現更高的調變等級，因此鏈路可達到更高的數據速率，而經典分集可增加鏈路穩定性。就像在MISO系統中，基地台用多個空間訊息通道來實現客戶設備一致的組合能量那樣，這些訊息通道被客戶端用來改善這些空間‘方向’中的有效靈敏度(像SIMO系統那樣)，降低基地台發送所需的功率。相反的過程在上行鏈路上完成。基地台和客戶設備透過自動一致地執行降低系統中的干擾水準。就像後文所要討論的那樣，整個網路性能是廣域網路系統最佳化的關鍵方面，而降低干擾是提高寬頻網路性能的主要驅動力。
全球的研究實驗室業已證明MIMO技術在早期的無線區域網路應用中的實際可行性，其系統容量非常接近實驗室中同時使用空間再使用和空間－時間編碼技術所能達到的理論預測值。由於在最初應用中獲得了巨大性能增益，MIMO技術很快走出實驗室，並應用於實際的WLAN產品中。
MIMO在WiFi上取得的成功
宣傳最多的MIMO實現是在固定的無線區域網路環境中，在這種環境中MIMO的最大好處是提高了單一用戶設備的吞吐量。特別是家庭和企業級WLAN所具有的多個特性使它們成為最早採納MIMO的理想候選網路，這些特性包括：
1. 豐富的散射
大多數WiFi系統都處在有大量散射條件的環境中，如室內或密集的城市建築物間。在這些環境中通常有多條傳播路徑或空間維度可用來形成多個串流。事實上，室內環境與獲得圖3所示的容量隨天線數量增加而呈線性成長所需的條件非常相似。
2. 獨立部署
圖3：具有N幅發送和接收天線的MIMO系統在保持總發送功率不變的條件下理論平均容量相對訊息噪音比(SNR)曲線。
獲得快速部署的一個重要因素是WiFi設備通常是最終用戶自己購買的，並且在他們自己的網路中是獨立部署的。不同MIMO WiFi解決方案的互通作業性並不成問題，就像IEEE 802.11n產品在公共MIMO標準獲得一致意見之前取得成功所顯示的那樣，允許快速部署MIMO技術，不需要等到標準的統一。
3. 有限的干擾
同樣關鍵的是WiFi環境非常接近研究MIMO技術的理論假設。由於WiFi網路的短距離和動態訊息通道分配特性，MIMO接收器一般工作時沒有很大的共訊息通道干擾。如果工作在沒有補償的共訊息通道干擾環境中，這些解決方案的性能會很快下降。
MIMO在WiFi中的成功部署顯示由MIMO提供的潛在性能改善是真實的。從實驗室結果走向實際應用僅花了短短幾年時間，這對廣域網路無線網路廠商來說意味著再次取得成功的機會非常大。
廣域網路所面臨的挑戰
使MIMO在WiFi產品中得到成功應用的性能優勢同樣使MIMO成為廣域無線行動環境中的一種可能的技術選擇。然而，行動、多蜂巢式環境與WiFi射頻環境在某些方面有本質的區別，因此行動環境面臨諸多配置方面的挑戰。
1. 干擾
由於採用密集的和大蜂巢式部署方式，廣域環境中的干擾特別嚴重。在這種環境中，干擾抑制和大吞吐量性能都是必需的。因此，為了將MIMO在WLAN的成功應用經驗推廣到廣域網路和行動寬頻數據業務，必須採用新的MIMO解決方案，並且要兼顧干擾和數據速率。
2. 有限散射
在某些情況下，廣域散射環境只能有一條或兩條主導路徑。例如，如果是視距(LOS)傳播，那麼就只有一條主導傳播路徑，也就限制了空間再使用技術的使用。
3. 互通作業性
在廣域網路中，所有用戶都需要無縫地透過大型網路(跨越地區和廠商)與基地台進行通訊，因此必須支援互通作業性。像上述使用空間再使用或空間－時間編碼技術的解決方案需要修改協議，因此會大幅增加廣域網路中的MIMO解決方案產品的上市時間。例如，接收器需要知道發送器使用的空間－時間程式碼才能正確地對數據解碼。將MIMO納入行動系統的工作已經在多個標準化組織中展開，如IEEE 802.16e標準，但具有強韌性的商用產品仍需相當一段時間才能正式上市。
這些因素使得在廣域網路中採用MIMO會比WiFi面臨更多的挑戰，需要採用能夠解決大型多蜂巢式網路特有屬性的新解決方案。MIMO在廣域網路中的成功實現將取決於下面兩個關鍵屬性：
干擾抑制。在廣域網路中為了減少干擾，至少要部份使用透過鏈路兩端的天線陣列獲得的更多自由度。與只在單端進行干擾抑制的系統相較，在發送器和接收器端同時進行干擾抑制可以顯著地減少網路干擾。
強韌性解決方案。需要開發出能夠解決主導傳播路徑數量有限的方案，即使在有限散射的訊息通道中，透過發送器和接收器端組合訊號仍可以獲得顯著的性能增益。最近的研究顯示，即使是只有一條主導傳播路徑的訊息通道(也稱為鎖眼訊息通道，key-hole channel)，在鏈路兩端同時使用智慧天線技術仍能獲得可觀的性能增益。
用於廣域網路的MIMO
不需要修改已有協議，也不用等到新協議完成就能在現有廣域網路中獲得顯著的MIMO增益。基地台採用自適應陣列處理技術、行動終端採用類似處理技術即可獲得明顯的性能改善，這就是上文提到的第三種基本MIMO方法。事實上，理論研究也指出，這是在廣域網路中最常見的多訊息通道條件下所採取的最佳方法。同時增強訊號強度和干擾抑制性能對推進廣域網路的發展、支援廠商越來越高的頻寬和多媒體業務目標顯得尤為重要。
下面介紹能夠平衡干擾抑制和吞吐量的解決方案。基地台透過運算天線陣列的組合權重盡量減少基地台方面的干擾。同樣，行動終端使用它的天線陣列減少手機方面的干擾。由於在基地台或客戶設備上都不需要特殊的鏈路編碼，因此MIMO處理的實現和作業可以完全獨立於每個設備。結果將形成一個自組織和自最佳化的系統，它能連續適應變化的干擾環境和用戶不斷變化的業務需求。由於這種MIMO方法中鏈路兩端設備是互相獨立的，因此即使在不同種類網路或正升級變化中的網路(不是所有基地台和客戶設備都裝備有多幅天線的網路)條件下也能提供優異的性能。單天線終端可以使用SIMO(發送中)或 MISO(接收中)訊息通道簡單地加入這樣的網格，並與多天線終端一起工作。這種干擾最小化MIMO技術所帶來的整體網路性能將隨著系統中多天線設備的增多而日益增強。
本文小結
MIMO技術提供的性能增益為推動無線通訊的下一步發展提供了極具前景的動力。為WiFi市場和廣域網路提供性能增強的 MIMO設備不久就會上市。然而，廣域行動無線系統中的射頻環境與WiFi完全不同，干擾是最大的挑戰。幸運的是，現在已經有了基於自適應天線處理技術的廣域網路MIMO解決方案，能夠在單天線系統中提供巨大的性能增益。這些解決方案透過多幅天線和訊息通道內部固有的空間維數可以完全滿足干擾和吞吐量要求。而且大部份增益性能可以在不修改協議的條件下實現，相信在不遠的將來這些解決方案很快會得到廣泛應用。因此，廣域MIMO應用可能要比想像的更容易實現。
作者：Steven Glapa
行銷總監
Email: sglapa@arraycomm.com
ArrayComm公司
上網時間 : 2006年01月12日
廣域無線網路廠商們正越來越多地涉足行動寬頻接取和豐富多媒體業務，這些業務對無線網路提出了極大的挑戰，廠商需要對網路容量、用戶數據速率、距離和覆蓋品質做較大的改進，而多輸入多輸出(MIMO)智慧天線技術提供的潛在性能增益能夠有效地解決這些挑戰。
廣域無線網路廠商們正越來越多地採用行動寬頻接取策略和豐富多媒體業務策略，這些策略對他們的無線網路提出了極大的挑戰。為了設立和維持獲利的商業模型，需要對網路容量、用戶數據速率、距離和覆蓋品質做較大的改進。廠商對MIMO等智慧天線技術提供的潛在性能增益的興趣越來越大，因為這些技術能夠滿足這些挑戰，因而帶來網路的發展。在無線區域網路(WLAN)領域已有實際應用的MIMO以及近來客戶端設備技術的不斷進步將促進廣域網路中MIMO應用的普及。
促使MIMO在區域網路領域取得成功的許多區域網路固有特性與廣域網路環境有著很大的區別，因此我們必須謹慎地對待這種在不同應用中的轉變。在下面對廣域網路MIMO應用的簡要說明中，我們將重點突出干擾和有限散射特性，這二者是最重要的區別，也是實現中需要著重考慮的因素。對無線廠商來說有個好消息，即在廣域網路中確實可以實現MIMO的大部份理論增益，條件是採用具有網路意識(network-aware)的解決方案，這樣的方案能夠減少多蜂巢式環境中的干擾，並保持受限散射條件下的執行穩定性。另外值得注意的是，由於無需對現有無線協議作任何修改就能獲得這些性能增益，因此廣域網路中的MIMO要比一般想像中更容易實現。
定義MIMO技術
由於用戶端設備對成本具有較大的敏感性，因此在目前商業廣域網路中的智慧天線配置只是在鏈路的基地台側使用多幅天線，而客戶端設備只有一幅天線。隨著改善廣域網路經濟的壓力不斷增大，以及客戶端設備晶片整合度提高，以及對客戶端增加智慧天線處理的邊緣成本的降低，廠商對在鏈路兩端都使用智慧天線的解決方案興趣也越來越大。
圖1：在基地台(BS)和客戶設備(CD)之間具有兩條主導傳播路徑的無線訊息通道，如圖中箭頭所示，該訊息通道疊加在基地台標稱的120°扇區傳送範圍中。
兩端同時用多幅天線將可以採用許多新的傳輸技術，這些技術在僅單端使用多幅天線的系統中是不可行的，在大多數情況下應用這些技術將提供更多的系統性能增益。
業界對智慧天線的討論，包括對用於各種不同實現中的術語有完全不同的定義，因此有必要簡要介紹分類適用方法。先來看最簡單的例子，考慮在鏈路的每端都只有一幅天線的某個系統，雖然訊號向所有方向(一般在120°扇區內)發送，但某個具體的無線訊息通道可能只有兩條主導路徑，如圖1所示。本文所示例子是一個位於高處的基地台與一個位於路面的行動手機(更廣泛地說是‘客戶設備’，因為有可能是行動運算平台)之間的通訊，大部份接收訊號來自於鄰近建築物的反射。這是一個單輸入單輸出(SISO)的訊息通道。需注意的是，在無線通訊領域中所說的術語‘輸入’和‘輸出’是針對訊息通道本身而言，並非以訊息通道兩端的設備為參考。
本文討論的是最簡單的，也是目前最常見的智慧天線。如果接收器有一幅以上的天線，那麼它能智慧地組合來自不同天線接收到的訊號，並識別出訊號確實是來自兩個主要方向。它具有這個功能的原因是因為兩條路徑有不同的空間特性(spatial characteristic)或不同的空間特徵(spatial signature)。由於接收器能識別這兩種不同的空間特徵，因此它能組合來自兩個天線的訊號，並將二者累加起來形成更強的組合訊號。這種方式被稱為單輸入[到訊息通道1]多輸出[自訊息通道1](或SIMO)方式，這就是有名的接收器分集方案。接收分集技術被廣泛用於2G和現在的3G蜂巢式網路的鏈路基地台側。
反過來，如果發送器有多幅天線，而接收器只有一幅天線，訊號將仍沿相同的路徑傳播，因為實體環境沒變(建築物仍在那兒)。這種傳播方式稱為多輸入單輸出(MISO)方式。與SIMO相較，MISO的最大不同在於訊號組合必須在發送端完成，而不是在接收端。透過仔細調整發送天線，兩條路徑能夠以與SIMO相同的方式完成疊加。這種方法被廣泛用於PHS和HC-SDMA(大容量空分多址)系統，這種系統的基地台側有多幅用於接收 (工作在SIMO模式)和發送(工作在MISO模式)的天線。
在鏈路兩端提供多幅天線的方式就是MIMO方式。在這種情況下，可以更高效地使用這兩條路徑，如圖2所示。發送器可以透過調整它的天線以讓圖2中藍色所示的資訊串流沿第一條路徑(也就是空間特徵)發送，而橙色所示的另外一條資訊串流沿另一條路徑發送。因為接收器也有多幅天線，因此它可以透過檢測不同的空間特徵把兩條串流分開來。在這種情況下，發送器可以發送兩個完全不同的數據串流，從用戶看來相當於將數據速率提高了一倍。與單獨的MISO或SIMO處理相較，這種方式在最佳狀態下具有材料上的優勢，這種MIMO優勢的取得不需要增加額外的頻寬和功率。一般會降低單天線鏈路性能的多徑傳輸在MIMO方式中反而會提高訊息通道效率和品質。
MIMO系統能夠利用多徑傳播的前提是在傳播環境中存在這些空間維數，對這一點的理解非常重要。在圖2中，一共有4幅天線，但只有兩條主導路徑。在這種情況下即使有4幅天線也只能形成兩條數據串流。因此MIMO性能與系統應用環境中多徑的豐富程度密切相關。幸運的是，在許多環境中存在足夠多支援多個平行數據串流的散射和多徑傳播。
圖2：具有兩個主導傳播路徑的通訊訊息通道在MIMO方式下可以使用戶數據速率加倍。值得注意的是，多天線處理可以完成波束整形，因而使訊號沿著感興趣的訊息通道傳播，而另外一個主導訊息通道則不傳訊號。
資訊理論的研究顯示，如果鏈路兩端都使用多幅天線，那麼代表了數據速率上限的系統容量將隨天線數量的增加而呈線性成長(在確定的訊息通道前提下，並保持整體功率不變)。具有相同數量發送和接收天線的不同MIMO系統的理論容量如圖3所示，8×8 MIMO系統(即鏈路的每端有8幅天線)的容量最多可以達到單天線系統容量的8倍。考慮所有的網路的營運和資本開銷，MIMO技術提供的性能和經濟效益要比單天線系統高出許多。特別是對於高數據速率的業務，如真正的寬頻接取、IPTV和大型文件傳輸，在這些應用中受限的頻寬會引起嚴重的問題，而MIMO技術則是很有前途的一種解決方案。
圖3的預測值只顯示了理想系統的性能極限。資訊理論對如何達到這些極限值沒有提供太多的實用性指導意見，實際系統面臨著如何充分利用訊息通道提供的空間維度的挑戰。大體上有三種主要推薦的訊息通道利用方法，前兩種方法著重單條鏈路的性能，第三種著重整個網路性能：
1. 提高數據速率
上文討論的技術(如圖2中所示)通常稱為空間再使用。對於有豐富散射環境的訊息通道來說，透過在每幅天線上發送獨立的資訊串流可以提高數據速率，使用較為成熟的接收器技術可以將不同的數據串流分離開來並進行單獨解碼。如使用4幅發送和4幅接收天線的系統容量將達到單天線系統的 4倍。
2. 透過分集技術改善服務品質
相反，如果在多幅天線多個符號(symbol)上發送相同的訊號，那麼就可以改善傳輸的可靠性，而不是提高數據速率。實際上在不同天線和不同時間點發送多份訊號拷貝的這種技術提供了空間-時間的分集。同時在空間和時間上傳播或編碼資訊符號的技術被稱為空間－時間編碼技術。
3. 透過減輕干擾獲得更高的數據速率和更好的服務品質
MIMO系統中利用空間維度的另外一種適合更多干擾環境的方法是最佳化整個系統中的射頻能量分佈，盡量減少網路中共訊息通道干擾的產生和敏感度。本文最後部份將詳細討論這種方法。利用更高的SINR和經典分集可提供更高的數據速率和更具強韌性的鏈路，更高的SINR可實現更高的調變等級，因此鏈路可達到更高的數據速率，而經典分集可增加鏈路穩定性。就像在MISO系統中，基地台用多個空間訊息通道來實現客戶設備一致的組合能量那樣，這些訊息通道被客戶端用來改善這些空間‘方向’中的有效靈敏度(像SIMO系統那樣)，降低基地台發送所需的功率。相反的過程在上行鏈路上完成。基地台和客戶設備透過自動一致地執行降低系統中的干擾水準。就像後文所要討論的那樣，整個網路性能是廣域網路系統最佳化的關鍵方面，而降低干擾是提高寬頻網路性能的主要驅動力。
全球的研究實驗室業已證明MIMO技術在早期的無線區域網路應用中的實際可行性，其系統容量非常接近實驗室中同時使用空間再使用和空間－時間編碼技術所能達到的理論預測值。由於在最初應用中獲得了巨大性能增益，MIMO技術很快走出實驗室，並應用於實際的WLAN產品中。
MIMO在WiFi上取得的成功
宣傳最多的MIMO實現是在固定的無線區域網路環境中，在這種環境中MIMO的最大好處是提高了單一用戶設備的吞吐量。特別是家庭和企業級WLAN所具有的多個特性使它們成為最早採納MIMO的理想候選網路，這些特性包括：
1. 豐富的散射
大多數WiFi系統都處在有大量散射條件的環境中，如室內或密集的城市建築物間。在這些環境中通常有多條傳播路徑或空間維度可用來形成多個串流。事實上，室內環境與獲得圖3所示的容量隨天線數量增加而呈線性成長所需的條件非常相似。
2. 獨立部署
圖3：具有N幅發送和接收天線的MIMO系統在保持總發送功率不變的條件下理論平均容量相對訊息噪音比(SNR)曲線。
獲得快速部署的一個重要因素是WiFi設備通常是最終用戶自己購買的，並且在他們自己的網路中是獨立部署的。不同MIMO WiFi解決方案的互通作業性並不成問題，就像IEEE 802.11n產品在公共MIMO標準獲得一致意見之前取得成功所顯示的那樣，允許快速部署MIMO技術，不需要等到標準的統一。
3. 有限的干擾
同樣關鍵的是WiFi環境非常接近研究MIMO技術的理論假設。由於WiFi網路的短距離和動態訊息通道分配特性，MIMO接收器一般工作時沒有很大的共訊息通道干擾。如果工作在沒有補償的共訊息通道干擾環境中，這些解決方案的性能會很快下降。
MIMO在WiFi中的成功部署顯示由MIMO提供的潛在性能改善是真實的。從實驗室結果走向實際應用僅花了短短幾年時間，這對廣域網路無線網路廠商來說意味著再次取得成功的機會非常大。
廣域網路所面臨的挑戰
使MIMO在WiFi產品中得到成功應用的性能優勢同樣使MIMO成為廣域無線行動環境中的一種可能的技術選擇。然而，行動、多蜂巢式環境與WiFi射頻環境在某些方面有本質的區別，因此行動環境面臨諸多配置方面的挑戰。
1. 干擾
由於採用密集的和大蜂巢式部署方式，廣域環境中的干擾特別嚴重。在這種環境中，干擾抑制和大吞吐量性能都是必需的。因此，為了將MIMO在WLAN的成功應用經驗推廣到廣域網路和行動寬頻數據業務，必須採用新的MIMO解決方案，並且要兼顧干擾和數據速率。
2. 有限散射
在某些情況下，廣域散射環境只能有一條或兩條主導路徑。例如，如果是視距(LOS)傳播，那麼就只有一條主導傳播路徑，也就限制了空間再使用技術的使用。
3. 互通作業性
在廣域網路中，所有用戶都需要無縫地透過大型網路(跨越地區和廠商)與基地台進行通訊，因此必須支援互通作業性。像上述使用空間再使用或空間－時間編碼技術的解決方案需要修改協議，因此會大幅增加廣域網路中的MIMO解決方案產品的上市時間。例如，接收器需要知道發送器使用的空間－時間程式碼才能正確地對數據解碼。將MIMO納入行動系統的工作已經在多個標準化組織中展開，如IEEE 802.16e標準，但具有強韌性的商用產品仍需相當一段時間才能正式上市。
這些因素使得在廣域網路中採用MIMO會比WiFi面臨更多的挑戰，需要採用能夠解決大型多蜂巢式網路特有屬性的新解決方案。MIMO在廣域網路中的成功實現將取決於下面兩個關鍵屬性：
干擾抑制。在廣域網路中為了減少干擾，至少要部份使用透過鏈路兩端的天線陣列獲得的更多自由度。與只在單端進行干擾抑制的系統相較，在發送器和接收器端同時進行干擾抑制可以顯著地減少網路干擾。
強韌性解決方案。需要開發出能夠解決主導傳播路徑數量有限的方案，即使在有限散射的訊息通道中，透過發送器和接收器端組合訊號仍可以獲得顯著的性能增益。最近的研究顯示，即使是只有一條主導傳播路徑的訊息通道(也稱為鎖眼訊息通道，key-hole channel)，在鏈路兩端同時使用智慧天線技術仍能獲得可觀的性能增益。
用於廣域網路的MIMO
不需要修改已有協議，也不用等到新協議完成就能在現有廣域網路中獲得顯著的MIMO增益。基地台採用自適應陣列處理技術、行動終端採用類似處理技術即可獲得明顯的性能改善，這就是上文提到的第三種基本MIMO方法。事實上，理論研究也指出，這是在廣域網路中最常見的多訊息通道條件下所採取的最佳方法。同時增強訊號強度和干擾抑制性能對推進廣域網路的發展、支援廠商越來越高的頻寬和多媒體業務目標顯得尤為重要。
下面介紹能夠平衡干擾抑制和吞吐量的解決方案。基地台透過運算天線陣列的組合權重盡量減少基地台方面的干擾。同樣，行動終端使用它的天線陣列減少手機方面的干擾。由於在基地台或客戶設備上都不需要特殊的鏈路編碼，因此MIMO處理的實現和作業可以完全獨立於每個設備。結果將形成一個自組織和自最佳化的系統，它能連續適應變化的干擾環境和用戶不斷變化的業務需求。由於這種MIMO方法中鏈路兩端設備是互相獨立的，因此即使在不同種類網路或正升級變化中的網路(不是所有基地台和客戶設備都裝備有多幅天線的網路)條件下也能提供優異的性能。單天線終端可以使用SIMO(發送中)或 MISO(接收中)訊息通道簡單地加入這樣的網格，並與多天線終端一起工作。這種干擾最小化MIMO技術所帶來的整體網路性能將隨著系統中多天線設備的增多而日益增強。
本文小結
MIMO技術提供的性能增益為推動無線通訊的下一步發展提供了極具前景的動力。為WiFi市場和廣域網路提供性能增強的 MIMO設備不久就會上市。然而，廣域行動無線系統中的射頻環境與WiFi完全不同，干擾是最大的挑戰。幸運的是，現在已經有了基於自適應天線處理技術的廣域網路MIMO解決方案，能夠在單天線系統中提供巨大的性能增益。這些解決方案透過多幅天線和訊息通道內部固有的空間維數可以完全滿足干擾和吞吐量要求。而且大部份增益性能可以在不修改協議的條件下實現，相信在不遠的將來這些解決方案很快會得到廣泛應用。因此，廣域MIMO應用可能要比想像的更容易實現。
作者：Steven Glapa
行銷總監
Email: sglapa@arraycomm.com
ArrayComm公司
[carrier] 職場攻略：如何讓你的職業生涯走上正軌？
職場攻略：如何讓你的職業生涯走上正軌？
上網時間 : 2007年04月12日
如果你對自己的職業規劃不夠確定，或者你認為工作中沒有太多機會讓你進步，不要失望。要知道，很多像你這樣的人正在經歷同樣的狀況。
BlessingWhite公司發佈的一份新研究成果《2007年職業發展報告》指出，只有50％的僱員認為他們目前的僱主可以給他們一個不錯的職業發展機會，而有超過1/3的人則希望他們的下一份工作能讓他們換一個環境。
在這份調查中，知道自己想要從下一份工作中獲得什麼的人不到一半，認為自己憑藉清晰的職業發展目標來主動地掌控自身事業的人也剛過50％。
當被問到選擇下一份工作最重要的標準是什麼時，將近有1/3的人認為必須是「有意思的工作」，這是人數最多的，人數第二多的則是認為必須「有意義」以及「工作和生活有很好的平衡」的人。
這份報告建議說，制定並實施一份良好的職業規劃的第一步，就是要拋除之前對於職業的任何預先的想法。
瞭解你自己，判斷你自己的價值和利益，這將幫助你找到一個能符合這些要求的角色。
瞭解你自己的能力：當你瞭解了自己的天賦和不足時，你可以讓你的才能去適應職位或者公司的需要。這樣的自我意識可以戰略性地為你的學習和技能建立起發展框架。
知道你自己的選擇：你必須分析你的知識、熱情和技能適合於那個市場，當你發現你的公司中有這麼一個適合你的職位時，那就趕緊告訴你的經理，然後讓你公司的人力資源部為你調換職位。
BlessingWhite公司CEO Chris Rice說：「如果你明白什麼對你是重要的，你能給與什麼，以及你能給你的僱主帶來怎樣的不同，你就能更好地作出正確的選擇，並成為能夠完成工作的正確人選。」
上網時間 : 2007年04月12日
如果你對自己的職業規劃不夠確定，或者你認為工作中沒有太多機會讓你進步，不要失望。要知道，很多像你這樣的人正在經歷同樣的狀況。
BlessingWhite公司發佈的一份新研究成果《2007年職業發展報告》指出，只有50％的僱員認為他們目前的僱主可以給他們一個不錯的職業發展機會，而有超過1/3的人則希望他們的下一份工作能讓他們換一個環境。
在這份調查中，知道自己想要從下一份工作中獲得什麼的人不到一半，認為自己憑藉清晰的職業發展目標來主動地掌控自身事業的人也剛過50％。
當被問到選擇下一份工作最重要的標準是什麼時，將近有1/3的人認為必須是「有意思的工作」，這是人數最多的，人數第二多的則是認為必須「有意義」以及「工作和生活有很好的平衡」的人。
這份報告建議說，制定並實施一份良好的職業規劃的第一步，就是要拋除之前對於職業的任何預先的想法。
瞭解你自己，判斷你自己的價值和利益，這將幫助你找到一個能符合這些要求的角色。
瞭解你自己的能力：當你瞭解了自己的天賦和不足時，你可以讓你的才能去適應職位或者公司的需要。這樣的自我意識可以戰略性地為你的學習和技能建立起發展框架。
知道你自己的選擇：你必須分析你的知識、熱情和技能適合於那個市場，當你發現你的公司中有這麼一個適合你的職位時，那就趕緊告訴你的經理，然後讓你公司的人力資源部為你調換職位。
BlessingWhite公司CEO Chris Rice說：「如果你明白什麼對你是重要的，你能給與什麼，以及你能給你的僱主帶來怎樣的不同，你就能更好地作出正確的選擇，並成為能夠完成工作的正確人選。」
星期三, 4月 11, 2007
星期二, 4月 10, 2007
再探嵌入式處理平台
再探嵌入式處理平台
作者：Robert Cravotta，技術編輯 ，EDN雜誌
在 2002 年的第 4 季時，我以TI 公司的 OMAP（Open Mobile Application Processor，開放式行動應用處理器）平台進行了一項實做計畫，並採用了Innovator 的開發工具組。本文正是源自上述工作的一項成果，介紹了我在使用該平台以及 TI 公司圍繞它所構建起開發生態系統方面的經驗，而且還簡要地討論到了在使用矽晶片和軟體相關的事前準備工作（preproduction）之問題。本質上，這是一篇關於早期採用者的報導（參考文獻 1）。
時間快速推回到 2005 年 10 月，TI 宣佈了它的 Davinci 技術產品，並宣佈將在該技術首次展示後的幾個月內，進行實用產品展示。Davinci 器件與 OMAP 器件共用一個相似的架構：它們都在單一器件中整合了 ARM 核心和 TI DSP 核心。用這種新型平台來進行實做計畫，使人們有機會再次嘗試在類似的複雜處理平台上進行開發，並瞭解支援它的開發生態系統在最近幾年的發展。複雜的處理平台並非 TI 獨有，因此我還為該計畫去瞭解其他半導體公司所提供的平台，以便明瞭用這些複雜處理平台進行開發的新興潮流。
我從中瞭解到的一件事情是：對於這些平台而言，雖然矽晶片整合是整個行銷訴求中的一個重要部分，但平台供應商所提供的軟體資產和工具正逐漸使其黯然失色，或者將會使矽晶片黯然失色，以贏得夢寐以求的設計任務。上述聲明並非企圖貶低硬體整合工作的價值和複雜性，而是要認識到軟體資產和工具日益增加的重要性。這種軟體簡化了軟體工作日益提高的複雜性，是各款整合情況和功能越來越相似的矽晶片之間的主要差異性。
根據 iSuppli 的資料顯示，到 2010 年，整個半導體市場（不包括記憶體、類比器件、顯示器驅動器）將從目前略微超過 1,080 億美元的規模，成長到 1,630 億美元，而以處理器為基礎的產品將擁有該市場 88% 左右的佔有率（參考文獻 2）。所有這些基於處理器的設計都需要軟體的協助。TI 公司 DSP 首席院士及業務開發經理 Gene Frantz 在一份新貼在部落閣中的文章中提出：“對SOC（systems on chip，系統單晶片）的一項新的詮釋是：S 更可能是代表軟體 （software）而不是系統 （system)。”
Xilinx公司的嵌入式處理產品行銷經理 Jay Gould 表示：“特定專案的軟體工程師數量也許是硬體工程師的二至五倍或更多。”NXP Semiconductors 公司標準 IC 業務產品創新總監 Ata Khan 和 Atmel 公司 BiCMOS 產品總監 D Chris Baumann 也都指出：“對於複雜處理應用而言，我們客戶的軟體發展工作占其專案發展全部時間和預算資源的 70% 至 80%。”這個比例意味著軟體發展資源相當於這些複雜處理應用的硬體開發資源的 2.5 至 4 倍。
對軟體越來越重視的部分原因是在於：隨著處理器技術的每一次進步，就有更多的軟體指令週期可用來為特定應用在每個樣本週期（per sample period）執行新的增值處理。例如，據 Frantz 表示，在 1982 年，電信系統借助 5MIPS 的處理器，能在每個樣本週期利用 625 個指令週期。現今的 DSP 能在每個樣本週期執行數十萬個指令週期。接下來，他還提到了音頻和視頻應用的情況，雖然每個樣本週期的指令週期較少，但也有類似的進步。
軟體所提供的靈活性是這些平台為開發者所提供的一項重要機制，以便可以讓他為為其設計增添差異化的特性和功能。另一項促使嵌入式系統軟體資源分配量日益增加的因素是我作為嵌入式軟體和系統設計師所學到和採用的一則公理。對於任何問題，無論其根源如何，如果軟體能檢測出狀況，能針對它進行調整，能把它的影響減到最低程度，或者甚至改正這種狀況，那麼根據定義，它就是一個軟體問題。這則公理的真實性源於以下事實：除了在執行複雜的串列操作方面比純硬體實施有更高效率以外，一旦有硬體存在，軟體在更改方面也幾乎總是比硬體來得更容易、更快、也更便宜。
該公理的結果就是，在設計計畫的後期階段出現的多數故障，都會直接進入並消極地影響軟體的發展工作。這個事實提高了軟體的複雜性，使它遠不僅只是要滿足原始產品的規格，這是因為軟體現在必須盡可能在不改變硬體的前提下，適應意料之外的環境和製造變化因素。軟體發展團隊在化解該公理的挑戰方面的成敗，經常代表著成功設計和失敗設計之間的區別。
Davinci 與 OMAP 的比較
Davinci 器件和 OMAP 器件都有一些相似之處。它們都採用結合 ARM 核心與 TI DSP 核心的異類處理（heterogeneous-processing）架構。它們都支援標準應用編程介面（application- programming interface，API），這些 API 把駐留在每個核心的代碼的開發和執行都封閉（encapsulate）和隔離起來。對於這兩個器件家族，應用程式設計工程師可以使用他們熟悉的、以 ARM 核心為目標的工具，不必成為 DSP 專家就能利用整合的 DSP 核心。同樣，DSP 程式設計工程師可以使用他們熟悉的、針對 DSP 核心的工具，而不必去瞭解 ARM 核心。Davinci 和 OMAP 器件都使用屬於 TI 第三方網路的一部分、且符合 eXpressDSP 的演算法，並且都支援一種主要的執行模式，它讓 ARM 扮演主控者（master）的角色，把 DSP 代碼當作輔助運算器或一種從屬的角色。
但是，Davinci 技術與 OMAP 平台的區別是在於，Davinci 的目標是數位視頻和音頻應用，而不是行動應用，並且在軟體發展支援方面，它是超越 OMAP 的革命性的一步。由於目標應用不同，這兩種平台使用不同的 DSP 核心。OMAP 採用功率效率高的 C55x DSP 核心，而 Davinci 採用高性能的 C64x DSP 核心。另外，OMAP 器件使用 ARM925 核心，而 Davinci 器件使用 ARM926 核心。兩組器件都整合了適合各自目標應用領域的不同周邊組（peripheral set）。Davinci 器件中的整合式周邊組包括視頻處理子系統、串列介面和連接介面，以及幾個記憶體介面和儲存設備介面（圖 1）。目標應用領域的不同，讓這兩種平台之間產生了上述的差別。
Davinci 平台建立在 TI 公司從 OMAP 系統所學到的技術和商業教訓基礎。例如，Davinci 平台用 xDM 或 xDAIS-xDM（數位媒體專用 xDAIS）介面擴充了 xDAIS（eXpressDSP 演算法互通性標準）。 該介面影響著每個程式設計工程師對 Davinci 或 OMAP 系統的職責：對 ARM 的應用職責和對 DSP 的信號處理職責。但是，該介面是應用程式設計工程師用來載入、卸載和使用裝載在 DSP 核心的演算法的機制。xDM 的一個重要目標是在各類演算法和來源或廠商之間，為多媒體編解碼器實現一種隨插即用的架構。它為每種多媒體編解碼器定義了公共狀態和參數，以便在無須改變應用程式原始碼的前提下，用一種編解碼器來代替另一種編解碼器，只有編解碼器的配置代碼需要改變。
xDM 標準為視頻、影像、語音、音頻這四種編解碼器類別定義，並為 xDAIS 規範增添了一組統一的 API。xDM 的 8 個普通介面是由上述各個編解碼器類別的編碼器和解碼器所組成。xDM 還支援元資料解析（metadata parsing）、檔案格式、定制處理等要求的擴充。這些 xDM API 為 xDAIS 定義的函數組增添了兩個新函數——process（）和 control（)。xDAIS 和 xDM 元件中的介面函數之呼叫命令（call order）很相似，唯一的例外是 xDM 取消了 algControl（）方法。在和 xDM 演算法一起使用 xDAIS 演算法時，xDM control（）方法代替了 algControl（）方法。
與 OMAP 的首次展示不同的是，Davinci 評估模組包括三種預先接線的（prewired） DSP/編解碼器組合，開發者可在工作中使用它們。內含這些預先接線的編解碼器，使開發者不必等待支援生產的（production- supported）編解碼器的實現，就能評估系統的功能。這種評估模組包含一套工具組，它包括照相機、LCD、紅外線遙控器、揚聲器、硬碟驅動器（圖 2）。該工具組包括了已儲存在硬碟驅動器上的實用展示，以便能立即使用系統的編碼、解碼和聯網功能。
Davinci 和 OMAP 平台在首次展示方面的另一個區別是 ARM 核心的晶片級和板級開發資源的立即使用能力。Davinci 評估模組還包含開發工具和文件，以便讓這些展示可以開始與運作。TI 公司之所以能包含這些元件，部分的原因是在於把開發環境限制在 Linux。DSP 核心專用開發工具是 Code Composer Studio 工具套件的一部分。TI 公司在 2006 年 9 月底發佈了兩種工具來支援那些借助 Davinci 器件進行的開發。eXpressDSP 配置工具可幫助開發者把 xDM 編解碼器整合到編解碼引擎中，而在以前，系統整合商是人工的方法來執行該過程。另一種新工具是侵入性最小的 TMS320DM644x SOC 可視分析儀，它為單一時間線上的 ARM 核心和 DSP 核心擷取和顯示資料，以便提供應用行為的系統視圖（system view）。
任何數量的文件都無法取代直接以這些複雜平台來工作：該計畫說明了期望和現實之間的某些無關聯性。藉著我從前一個平台實做計畫中所學到的教訓，我去參加了一場 Davinci 技術研討會。我以為這場一整天的會議將是一場實做研討會，但是，我錯了。（第一場為 Davinci 舉行的實做技術研討會是在我完成該計畫之後，並且就在本文英文稿付印之前舉行的。）該技術研討會介紹了此一平台在技術和商業方面的訊息，但卻沒有實做部分的內容。我對這次研討會上介紹的 Linux 實施細節的數量感到驚訝。後來，當我在辦公室裡拿到一片 Davinci 評估模組供工作使用時，我明白其中的原因了。
該研討會的上半部分充份地說明了系統元件和各種周邊的概況，特別是視頻處理子系統使用的一些編碼實例。我們瞭解了 Davinci Framework API 以及各個處理層的高層級部分（high-level portion）：應用、信號處理、編解碼引擎、第三方軟體。概況的說明還包括了支援每個編程層的內部以及第三方開發工具。當天的其餘時間是第三方授權軟體供應商所發表的演講。
數個星期之後，我收到了一組 Davinci 評估模組，可在工作中使用。讓系統各個部分連接起來以及讓各展示正確地運行，是一個快速而又輕鬆的過程。我之所以能讓展示迅速地開始運作，一個重要的原因是，所有軟體都駐留在硬碟驅動器中。而好事就是我在設定自己的工作台之前，能確認每個元件和介面恰當連接並且正確地運行。
當我去設定自己的工作場所時，我嚇到了。我做過很多跨平台的開發工作。對於該計畫，我知道自己將以 Linux 作為開發的目標。但是，我當時不知道自己將在 Linux 開發主機上工作，我以為自己將能在 Windows 開發主機上工作。評估模組最初的所有工具都只在 Linux 主機上工作。Montavista 公司供應該開發工具，因此我在 Montavista 公司的網站上找了一下，以便確認它還支援除了 Linux 之外的主機環境。該公司的開發工具支援 Linux、Solaris、Windows 開發主機。
TI 公司的支援人員告訴我：Davinci 工具只支援 Linux 開發主機。我不想在自己的電腦上安裝 Linux。這件事和不喜歡 Linux 無關，畢竟，Linux 將是目標作業系統。它完全是關於在為該計畫的低價值工作所花的時間、精力和思考。我不打算在我的主機系統上繼續使用 Linux，並且我需要充分瞭解針對該目標的 Linux 配置。但是，我沒有時間來重新學習主電腦的作業系統。在 Linux 主機環境中工作將加長我的學習曲線，不會幫助我瞭解目標上的 Linux。
幸運的是，TI 支援部門寄給我一份 Red Hat Linux 映射，並授予我一份用於此一計畫的授權許可，這樣我就能在自己的電腦上以 VMware 播放器來模擬 Linux。這個幫助讓我可以不用以人工的方式來設定自己電腦的雙重啟動（dual boot），並能以更快的速度來進行該計畫。
我知道如何在運行 Windows 的電腦上找出資料檔案和應用程式。這些應用程式按照我的期望運行和互通（interoperate）。關於這些應用程式如何表現，我在過去多年來學到了很多的經驗。模擬 Linux 並不是一件會讓人人精疲力竭的經歷，但它的行為與 Windows 應用程式還是有一些不同。例如，我使用 Gnome Ghostview 來閱讀所提供的 Adobe Acrobat 文件。我一直想不出我是否能在這個瀏覽器中執行簡單的文字串（text-string）搜索。我本來可以在網上搜索不同的瀏覽器，但既然我已經有了一種完全可接受的瀏覽器，那為什麼還要這麼做呢？
評估模組只支援 Linux 主機，這是因為 Davinci 工具團隊想讓這些工具與評估模組同時就緒。另外，TI 也預期多數早期採用者都使用 Linux 目標，並且具有 Linux 作為開發主機環境方面的經驗。TI 工具部門承認：對其他主機開發作業系統的支援是下一步工作。正如結果所顯示的那樣，對於 TI 支援團隊而言，使用 Linux 也是一次重要的學習過程，這是因為它以前在工作中沒用過 Linux，並且在該公司開始在將Davinci 評估模組付運給客戶之前，該團隊需要熟練掌握 Linux 系統。
專案計畫是利用編碼、解碼、聯網展示代碼來設計一款初步的視頻電話。有一個問題是：我只有一片 Davinci 評估模組，因此無法即時執行展示。我只好在每次運行時模擬系統的一端或另一端。第一塊評估模組的獲得是一次挑戰，TI 公司只提供有限的數量。並且沒有足夠的時間來獲得第二塊模組。另一個問題是，隨著該模組的編碼和解碼範例，要嘛處理語音資料，要嘛處理視頻資料，就是不同時處理兩者，因此我沒有關於如何使兩者同步的範例。在與 TI 的工具部門交涉時，我得知該公司正在研究把 GStreamer 媒體處理庫作為框架來幫助實現音頻和視頻同步以及其他功能。GStreamer 高於普通庫（library）的水平。在該計畫的後期，我利用它的視頻電話展示，開始在工作中使用 Ittiam。
對於該專案，我還嘗試了 Green Hills Software 公司的 Davinci 專用之 Probe 和 Multi 開發環境。Probe 是一種連接到 Davinci 的硬體除錯設備。儘管 Green Hills Software 公司的 Multi 正常情況下支援在 Windows、Linux、Solaris、HP-UX 主機系統上的開發工作，但在該計畫進行期間，各種 Davinci 工具只在 Linux 下工作。Multi 整合開發環境支援從應用、DSP、到系統每個編程層次的需要。借助 Probe，Multi 讓使用者能觀察 ARM 核心和 DSP 核心，並支持 Linux 內核感知（awareness）。我能夠直接追蹤進入 Linux 內核，方法是在除錯資訊開啟的前提下構建 Linux 內核映射，然後用 Green Hills 公司的 dblink 工具來翻譯DWARF 除錯資訊，此一除錯資訊是GCC (GNU Compiler Collection)所產生的一種Multi可以理解的除錯格式。
Multi 把進程除錯分隔成若干視窗，每個視窗都有自己的背景顏色。該特性在使用處理內容中斷點（process-context breakpoint）時很有用，這時，只有當代碼的中斷點行作為規定處理過程的一部分在執行時，才會停止代碼的執行。我還能使用 Time Machine 功能。在讓處理器核心停止運行後，該功能讓使用者能向後和向前步進（step）各指令。Green Hills 最近為 Time Machine 增添了一種始終開啟（always-on）的特性，這大幅地提高了它的可用性，並能幫助開發者，這是因為他們再也不用去記得要開啟 Probe 來記錄事件。
平台之外
Davinci 和 OMAP 平台生態系統的另一項不同點是，TI 現在自願為第三方硬體和軟體 IP（知識財產）的技術支援和授權充當第一線聯絡點。此一措施簡化了設計團隊取得和使用第三方 IP 的工作，並使支援團隊能追蹤各種問題，並可以更快的速度在具有相似問題的團體之間，共用相關資訊。它還使 TI 能更容易地看到技術和商業挑戰中的趨勢以及對特性支援的請求，這樣該公司就能迅速地回應新興的機會。
Davinci 評估模組還包含與 OMAP 開發工具組之間的另一個不太明顯的區別，它與嵌入式設計領域的一個日益明顯的趨勢是一致的。兩種平台都是異類多核心系統。但是，Davinci 模組在板上還包括了第三個執行支援功能的不同處理器核心，它就是超低功率 16 位元 MSP430 RISC 混合信號微控制器，它可與系統板上的 9 個 LED、紅外線介面、即時時鐘一起工作並控制它們。設計者透過讀寫片上的 I2C 暫存器來使用 MSP430。該模組採用三種軟體處理架構來提供系統功能。
對於複雜的嵌入式系統應用而言，採用多種處理架構是一個越來越明顯的趨勢。NXP 公司的 Nexperia 平台就是其中的一例，它結合了 MIPS 核心和 TriMedia 核心，以及硬體加速器和媒體處理周邊。Nexperia 平台採用一個與 Davinci 和 OMAP 平台類似的 API。NEC Electronics 公司的 EMMA （Enhanced Multimedia Architecture）平台配備的器件具有多達 16 個處理器核心，其中包括 32 位元 RISC、帶 DSP 的 32 位元 RISC、64 位元的 RISC 架構，並在同一器件中配備了硬體加速器和串流處理器。越來越多的工具能夠簡化或幫助自動建立和使用定制的硬體加速器和輔助運算器，以便與應用處理器和 DSP 一起使用（參考文獻 3 和參考文獻 4）。
在單一設計中使用多種異類處理架構的複雜嵌入式設計不斷發展，這為軟體發展工具提供了機會，以便來協助軟體中的系統級分區、識別和實現同作（concurrency），以及驗證所有處理引擎的運行和互通性。它還使人們能大致瞭解該產業如何能夠最終構建和配送可重複使用的軟體元件，這是因為開發者可以設計各種處理架構或核心來限制與其他核心上軟體之間的互動。平台供應商可以為願意冒打破封閉（encapsulation）風險的客戶鎖住對這些專用處理器的存取，從而在專用處理器上，以安全的方式提供以軟體形式實現之有用功能。
對於軟體複雜性的抽象和調整（scaling）而言，那些可以支援軟體元件更輕鬆地重複使用和可靠互通性的機制，是關鍵性的能力。迄今為止，實現這個目標的工作只獲得了有限的成功，但特定領域的組織正努力為軟體元件之間的互通性，設計和建立一種好用的模式。這樣的組織包括 CE Linux Forum、Digital Living Network Alliance、SDR Forum 等等。
對於平台供應商、合作夥伴以及使用這些平台的設計團隊而言，隨著這些處理平台的複雜性持續提高，支援它們的生態系統對於各方的成功將更加關鍵。這些早期生態系統正印證了一個重要的概念：在某個領域問題的背景下，大量應用級設計者如何能迅速安全地充分利用、並融合某種處理架構的幾個專家使用者之工作成果。
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Figure 1, Figure 2
參考文獻
1. Cravotta, Robert, "Forge Ahead?" EDN, March 6, 2003, pg 50.
2. "Market Forecast Database," iSuppli, June 2006, www.isuppli.com.
3. Cravotta, Robert, "EDN hands-on project: Accelerate your performance," EDN, 2004-11-11, pg 50.
4. Cravotta, Robert, "EDN hands-on project, part 2: Automate your acceleration," EDN, 2004-12-7, pg 55.
作者：Robert Cravotta，技術編輯 ，EDN雜誌
在 2002 年的第 4 季時，我以TI 公司的 OMAP（Open Mobile Application Processor，開放式行動應用處理器）平台進行了一項實做計畫，並採用了Innovator 的開發工具組。本文正是源自上述工作的一項成果，介紹了我在使用該平台以及 TI 公司圍繞它所構建起開發生態系統方面的經驗，而且還簡要地討論到了在使用矽晶片和軟體相關的事前準備工作（preproduction）之問題。本質上，這是一篇關於早期採用者的報導（參考文獻 1）。
時間快速推回到 2005 年 10 月，TI 宣佈了它的 Davinci 技術產品，並宣佈將在該技術首次展示後的幾個月內，進行實用產品展示。Davinci 器件與 OMAP 器件共用一個相似的架構：它們都在單一器件中整合了 ARM 核心和 TI DSP 核心。用這種新型平台來進行實做計畫，使人們有機會再次嘗試在類似的複雜處理平台上進行開發，並瞭解支援它的開發生態系統在最近幾年的發展。複雜的處理平台並非 TI 獨有，因此我還為該計畫去瞭解其他半導體公司所提供的平台，以便明瞭用這些複雜處理平台進行開發的新興潮流。
我從中瞭解到的一件事情是：對於這些平台而言，雖然矽晶片整合是整個行銷訴求中的一個重要部分，但平台供應商所提供的軟體資產和工具正逐漸使其黯然失色，或者將會使矽晶片黯然失色，以贏得夢寐以求的設計任務。上述聲明並非企圖貶低硬體整合工作的價值和複雜性，而是要認識到軟體資產和工具日益增加的重要性。這種軟體簡化了軟體工作日益提高的複雜性，是各款整合情況和功能越來越相似的矽晶片之間的主要差異性。
根據 iSuppli 的資料顯示，到 2010 年，整個半導體市場（不包括記憶體、類比器件、顯示器驅動器）將從目前略微超過 1,080 億美元的規模，成長到 1,630 億美元，而以處理器為基礎的產品將擁有該市場 88% 左右的佔有率（參考文獻 2）。所有這些基於處理器的設計都需要軟體的協助。TI 公司 DSP 首席院士及業務開發經理 Gene Frantz 在一份新貼在部落閣中的文章中提出：“對SOC（systems on chip，系統單晶片）的一項新的詮釋是：S 更可能是代表軟體 （software）而不是系統 （system)。”
Xilinx公司的嵌入式處理產品行銷經理 Jay Gould 表示：“特定專案的軟體工程師數量也許是硬體工程師的二至五倍或更多。”NXP Semiconductors 公司標準 IC 業務產品創新總監 Ata Khan 和 Atmel 公司 BiCMOS 產品總監 D Chris Baumann 也都指出：“對於複雜處理應用而言，我們客戶的軟體發展工作占其專案發展全部時間和預算資源的 70% 至 80%。”這個比例意味著軟體發展資源相當於這些複雜處理應用的硬體開發資源的 2.5 至 4 倍。
對軟體越來越重視的部分原因是在於：隨著處理器技術的每一次進步，就有更多的軟體指令週期可用來為特定應用在每個樣本週期（per sample period）執行新的增值處理。例如，據 Frantz 表示，在 1982 年，電信系統借助 5MIPS 的處理器，能在每個樣本週期利用 625 個指令週期。現今的 DSP 能在每個樣本週期執行數十萬個指令週期。接下來，他還提到了音頻和視頻應用的情況，雖然每個樣本週期的指令週期較少，但也有類似的進步。
軟體所提供的靈活性是這些平台為開發者所提供的一項重要機制，以便可以讓他為為其設計增添差異化的特性和功能。另一項促使嵌入式系統軟體資源分配量日益增加的因素是我作為嵌入式軟體和系統設計師所學到和採用的一則公理。對於任何問題，無論其根源如何，如果軟體能檢測出狀況，能針對它進行調整，能把它的影響減到最低程度，或者甚至改正這種狀況，那麼根據定義，它就是一個軟體問題。這則公理的真實性源於以下事實：除了在執行複雜的串列操作方面比純硬體實施有更高效率以外，一旦有硬體存在，軟體在更改方面也幾乎總是比硬體來得更容易、更快、也更便宜。
該公理的結果就是，在設計計畫的後期階段出現的多數故障，都會直接進入並消極地影響軟體的發展工作。這個事實提高了軟體的複雜性，使它遠不僅只是要滿足原始產品的規格，這是因為軟體現在必須盡可能在不改變硬體的前提下，適應意料之外的環境和製造變化因素。軟體發展團隊在化解該公理的挑戰方面的成敗，經常代表著成功設計和失敗設計之間的區別。
Davinci 與 OMAP 的比較
Davinci 器件和 OMAP 器件都有一些相似之處。它們都採用結合 ARM 核心與 TI DSP 核心的異類處理（heterogeneous-processing）架構。它們都支援標準應用編程介面（application- programming interface，API），這些 API 把駐留在每個核心的代碼的開發和執行都封閉（encapsulate）和隔離起來。對於這兩個器件家族，應用程式設計工程師可以使用他們熟悉的、以 ARM 核心為目標的工具，不必成為 DSP 專家就能利用整合的 DSP 核心。同樣，DSP 程式設計工程師可以使用他們熟悉的、針對 DSP 核心的工具，而不必去瞭解 ARM 核心。Davinci 和 OMAP 器件都使用屬於 TI 第三方網路的一部分、且符合 eXpressDSP 的演算法，並且都支援一種主要的執行模式，它讓 ARM 扮演主控者（master）的角色，把 DSP 代碼當作輔助運算器或一種從屬的角色。
但是，Davinci 技術與 OMAP 平台的區別是在於，Davinci 的目標是數位視頻和音頻應用，而不是行動應用，並且在軟體發展支援方面，它是超越 OMAP 的革命性的一步。由於目標應用不同，這兩種平台使用不同的 DSP 核心。OMAP 採用功率效率高的 C55x DSP 核心，而 Davinci 採用高性能的 C64x DSP 核心。另外，OMAP 器件使用 ARM925 核心，而 Davinci 器件使用 ARM926 核心。兩組器件都整合了適合各自目標應用領域的不同周邊組（peripheral set）。Davinci 器件中的整合式周邊組包括視頻處理子系統、串列介面和連接介面，以及幾個記憶體介面和儲存設備介面（圖 1）。目標應用領域的不同，讓這兩種平台之間產生了上述的差別。
Davinci 平台建立在 TI 公司從 OMAP 系統所學到的技術和商業教訓基礎。例如，Davinci 平台用 xDM 或 xDAIS-xDM（數位媒體專用 xDAIS）介面擴充了 xDAIS（eXpressDSP 演算法互通性標準）。 該介面影響著每個程式設計工程師對 Davinci 或 OMAP 系統的職責：對 ARM 的應用職責和對 DSP 的信號處理職責。但是，該介面是應用程式設計工程師用來載入、卸載和使用裝載在 DSP 核心的演算法的機制。xDM 的一個重要目標是在各類演算法和來源或廠商之間，為多媒體編解碼器實現一種隨插即用的架構。它為每種多媒體編解碼器定義了公共狀態和參數，以便在無須改變應用程式原始碼的前提下，用一種編解碼器來代替另一種編解碼器，只有編解碼器的配置代碼需要改變。
xDM 標準為視頻、影像、語音、音頻這四種編解碼器類別定義，並為 xDAIS 規範增添了一組統一的 API。xDM 的 8 個普通介面是由上述各個編解碼器類別的編碼器和解碼器所組成。xDM 還支援元資料解析（metadata parsing）、檔案格式、定制處理等要求的擴充。這些 xDM API 為 xDAIS 定義的函數組增添了兩個新函數——process（）和 control（)。xDAIS 和 xDM 元件中的介面函數之呼叫命令（call order）很相似，唯一的例外是 xDM 取消了 algControl（）方法。在和 xDM 演算法一起使用 xDAIS 演算法時，xDM control（）方法代替了 algControl（）方法。
與 OMAP 的首次展示不同的是，Davinci 評估模組包括三種預先接線的（prewired） DSP/編解碼器組合，開發者可在工作中使用它們。內含這些預先接線的編解碼器，使開發者不必等待支援生產的（production- supported）編解碼器的實現，就能評估系統的功能。這種評估模組包含一套工具組，它包括照相機、LCD、紅外線遙控器、揚聲器、硬碟驅動器（圖 2）。該工具組包括了已儲存在硬碟驅動器上的實用展示，以便能立即使用系統的編碼、解碼和聯網功能。
Davinci 和 OMAP 平台在首次展示方面的另一個區別是 ARM 核心的晶片級和板級開發資源的立即使用能力。Davinci 評估模組還包含開發工具和文件，以便讓這些展示可以開始與運作。TI 公司之所以能包含這些元件，部分的原因是在於把開發環境限制在 Linux。DSP 核心專用開發工具是 Code Composer Studio 工具套件的一部分。TI 公司在 2006 年 9 月底發佈了兩種工具來支援那些借助 Davinci 器件進行的開發。eXpressDSP 配置工具可幫助開發者把 xDM 編解碼器整合到編解碼引擎中，而在以前，系統整合商是人工的方法來執行該過程。另一種新工具是侵入性最小的 TMS320DM644x SOC 可視分析儀，它為單一時間線上的 ARM 核心和 DSP 核心擷取和顯示資料，以便提供應用行為的系統視圖（system view）。
任何數量的文件都無法取代直接以這些複雜平台來工作：該計畫說明了期望和現實之間的某些無關聯性。藉著我從前一個平台實做計畫中所學到的教訓，我去參加了一場 Davinci 技術研討會。我以為這場一整天的會議將是一場實做研討會，但是，我錯了。（第一場為 Davinci 舉行的實做技術研討會是在我完成該計畫之後，並且就在本文英文稿付印之前舉行的。）該技術研討會介紹了此一平台在技術和商業方面的訊息，但卻沒有實做部分的內容。我對這次研討會上介紹的 Linux 實施細節的數量感到驚訝。後來，當我在辦公室裡拿到一片 Davinci 評估模組供工作使用時，我明白其中的原因了。
該研討會的上半部分充份地說明了系統元件和各種周邊的概況，特別是視頻處理子系統使用的一些編碼實例。我們瞭解了 Davinci Framework API 以及各個處理層的高層級部分（high-level portion）：應用、信號處理、編解碼引擎、第三方軟體。概況的說明還包括了支援每個編程層的內部以及第三方開發工具。當天的其餘時間是第三方授權軟體供應商所發表的演講。
數個星期之後，我收到了一組 Davinci 評估模組，可在工作中使用。讓系統各個部分連接起來以及讓各展示正確地運行，是一個快速而又輕鬆的過程。我之所以能讓展示迅速地開始運作，一個重要的原因是，所有軟體都駐留在硬碟驅動器中。而好事就是我在設定自己的工作台之前，能確認每個元件和介面恰當連接並且正確地運行。
當我去設定自己的工作場所時，我嚇到了。我做過很多跨平台的開發工作。對於該計畫，我知道自己將以 Linux 作為開發的目標。但是，我當時不知道自己將在 Linux 開發主機上工作，我以為自己將能在 Windows 開發主機上工作。評估模組最初的所有工具都只在 Linux 主機上工作。Montavista 公司供應該開發工具，因此我在 Montavista 公司的網站上找了一下，以便確認它還支援除了 Linux 之外的主機環境。該公司的開發工具支援 Linux、Solaris、Windows 開發主機。
TI 公司的支援人員告訴我：Davinci 工具只支援 Linux 開發主機。我不想在自己的電腦上安裝 Linux。這件事和不喜歡 Linux 無關，畢竟，Linux 將是目標作業系統。它完全是關於在為該計畫的低價值工作所花的時間、精力和思考。我不打算在我的主機系統上繼續使用 Linux，並且我需要充分瞭解針對該目標的 Linux 配置。但是，我沒有時間來重新學習主電腦的作業系統。在 Linux 主機環境中工作將加長我的學習曲線，不會幫助我瞭解目標上的 Linux。
幸運的是，TI 支援部門寄給我一份 Red Hat Linux 映射，並授予我一份用於此一計畫的授權許可，這樣我就能在自己的電腦上以 VMware 播放器來模擬 Linux。這個幫助讓我可以不用以人工的方式來設定自己電腦的雙重啟動（dual boot），並能以更快的速度來進行該計畫。
我知道如何在運行 Windows 的電腦上找出資料檔案和應用程式。這些應用程式按照我的期望運行和互通（interoperate）。關於這些應用程式如何表現，我在過去多年來學到了很多的經驗。模擬 Linux 並不是一件會讓人人精疲力竭的經歷，但它的行為與 Windows 應用程式還是有一些不同。例如，我使用 Gnome Ghostview 來閱讀所提供的 Adobe Acrobat 文件。我一直想不出我是否能在這個瀏覽器中執行簡單的文字串（text-string）搜索。我本來可以在網上搜索不同的瀏覽器，但既然我已經有了一種完全可接受的瀏覽器，那為什麼還要這麼做呢？
評估模組只支援 Linux 主機，這是因為 Davinci 工具團隊想讓這些工具與評估模組同時就緒。另外，TI 也預期多數早期採用者都使用 Linux 目標，並且具有 Linux 作為開發主機環境方面的經驗。TI 工具部門承認：對其他主機開發作業系統的支援是下一步工作。正如結果所顯示的那樣，對於 TI 支援團隊而言，使用 Linux 也是一次重要的學習過程，這是因為它以前在工作中沒用過 Linux，並且在該公司開始在將Davinci 評估模組付運給客戶之前，該團隊需要熟練掌握 Linux 系統。
專案計畫是利用編碼、解碼、聯網展示代碼來設計一款初步的視頻電話。有一個問題是：我只有一片 Davinci 評估模組，因此無法即時執行展示。我只好在每次運行時模擬系統的一端或另一端。第一塊評估模組的獲得是一次挑戰，TI 公司只提供有限的數量。並且沒有足夠的時間來獲得第二塊模組。另一個問題是，隨著該模組的編碼和解碼範例，要嘛處理語音資料，要嘛處理視頻資料，就是不同時處理兩者，因此我沒有關於如何使兩者同步的範例。在與 TI 的工具部門交涉時，我得知該公司正在研究把 GStreamer 媒體處理庫作為框架來幫助實現音頻和視頻同步以及其他功能。GStreamer 高於普通庫（library）的水平。在該計畫的後期，我利用它的視頻電話展示，開始在工作中使用 Ittiam。
對於該專案，我還嘗試了 Green Hills Software 公司的 Davinci 專用之 Probe 和 Multi 開發環境。Probe 是一種連接到 Davinci 的硬體除錯設備。儘管 Green Hills Software 公司的 Multi 正常情況下支援在 Windows、Linux、Solaris、HP-UX 主機系統上的開發工作，但在該計畫進行期間，各種 Davinci 工具只在 Linux 下工作。Multi 整合開發環境支援從應用、DSP、到系統每個編程層次的需要。借助 Probe，Multi 讓使用者能觀察 ARM 核心和 DSP 核心，並支持 Linux 內核感知（awareness）。我能夠直接追蹤進入 Linux 內核，方法是在除錯資訊開啟的前提下構建 Linux 內核映射，然後用 Green Hills 公司的 dblink 工具來翻譯DWARF 除錯資訊，此一除錯資訊是GCC (GNU Compiler Collection)所產生的一種Multi可以理解的除錯格式。
Multi 把進程除錯分隔成若干視窗，每個視窗都有自己的背景顏色。該特性在使用處理內容中斷點（process-context breakpoint）時很有用，這時，只有當代碼的中斷點行作為規定處理過程的一部分在執行時，才會停止代碼的執行。我還能使用 Time Machine 功能。在讓處理器核心停止運行後，該功能讓使用者能向後和向前步進（step）各指令。Green Hills 最近為 Time Machine 增添了一種始終開啟（always-on）的特性，這大幅地提高了它的可用性，並能幫助開發者，這是因為他們再也不用去記得要開啟 Probe 來記錄事件。
平台之外
Davinci 和 OMAP 平台生態系統的另一項不同點是，TI 現在自願為第三方硬體和軟體 IP（知識財產）的技術支援和授權充當第一線聯絡點。此一措施簡化了設計團隊取得和使用第三方 IP 的工作，並使支援團隊能追蹤各種問題，並可以更快的速度在具有相似問題的團體之間，共用相關資訊。它還使 TI 能更容易地看到技術和商業挑戰中的趨勢以及對特性支援的請求，這樣該公司就能迅速地回應新興的機會。
Davinci 評估模組還包含與 OMAP 開發工具組之間的另一個不太明顯的區別，它與嵌入式設計領域的一個日益明顯的趨勢是一致的。兩種平台都是異類多核心系統。但是，Davinci 模組在板上還包括了第三個執行支援功能的不同處理器核心，它就是超低功率 16 位元 MSP430 RISC 混合信號微控制器，它可與系統板上的 9 個 LED、紅外線介面、即時時鐘一起工作並控制它們。設計者透過讀寫片上的 I2C 暫存器來使用 MSP430。該模組採用三種軟體處理架構來提供系統功能。
對於複雜的嵌入式系統應用而言，採用多種處理架構是一個越來越明顯的趨勢。NXP 公司的 Nexperia 平台就是其中的一例，它結合了 MIPS 核心和 TriMedia 核心，以及硬體加速器和媒體處理周邊。Nexperia 平台採用一個與 Davinci 和 OMAP 平台類似的 API。NEC Electronics 公司的 EMMA （Enhanced Multimedia Architecture）平台配備的器件具有多達 16 個處理器核心，其中包括 32 位元 RISC、帶 DSP 的 32 位元 RISC、64 位元的 RISC 架構，並在同一器件中配備了硬體加速器和串流處理器。越來越多的工具能夠簡化或幫助自動建立和使用定制的硬體加速器和輔助運算器，以便與應用處理器和 DSP 一起使用（參考文獻 3 和參考文獻 4）。
在單一設計中使用多種異類處理架構的複雜嵌入式設計不斷發展，這為軟體發展工具提供了機會，以便來協助軟體中的系統級分區、識別和實現同作（concurrency），以及驗證所有處理引擎的運行和互通性。它還使人們能大致瞭解該產業如何能夠最終構建和配送可重複使用的軟體元件，這是因為開發者可以設計各種處理架構或核心來限制與其他核心上軟體之間的互動。平台供應商可以為願意冒打破封閉（encapsulation）風險的客戶鎖住對這些專用處理器的存取，從而在專用處理器上，以安全的方式提供以軟體形式實現之有用功能。
對於軟體複雜性的抽象和調整（scaling）而言，那些可以支援軟體元件更輕鬆地重複使用和可靠互通性的機制，是關鍵性的能力。迄今為止，實現這個目標的工作只獲得了有限的成功，但特定領域的組織正努力為軟體元件之間的互通性，設計和建立一種好用的模式。這樣的組織包括 CE Linux Forum、Digital Living Network Alliance、SDR Forum 等等。
對於平台供應商、合作夥伴以及使用這些平台的設計團隊而言，隨著這些處理平台的複雜性持續提高，支援它們的生態系統對於各方的成功將更加關鍵。這些早期生態系統正印證了一個重要的概念：在某個領域問題的背景下，大量應用級設計者如何能迅速安全地充分利用、並融合某種處理架構的幾個專家使用者之工作成果。
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Figure 1, Figure 2
參考文獻
1. Cravotta, Robert, "Forge Ahead?" EDN, March 6, 2003, pg 50.
2. "Market Forecast Database," iSuppli, June 2006, www.isuppli.com.
3. Cravotta, Robert, "EDN hands-on project: Accelerate your performance," EDN, 2004-11-11, pg 50.
4. Cravotta, Robert, "EDN hands-on project, part 2: Automate your acceleration," EDN, 2004-12-7, pg 55.
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