得益于硬件的不斷發(fā)展,如今的智能手機(jī)里集成的傳感器越來越多,使得許多廠商將目光聚焦在智能終端的方向發(fā)展。之所以現(xiàn)在的手機(jī)可以變得越來越智能,主要是因為現(xiàn)在智能手機(jī)身上充滿了各種各樣的傳感器。傳感器收集到感應(yīng)到的信息,交給手機(jī)的“大腦部分”SoC中處理。而在SoC中,負(fù)責(zé)處理各種傳感器信息的部分,并不是我們熟悉的CPU、GPU,而是一個叫“DSP”的模塊負(fù)責(zé)管理。那么這個并不被經(jīng)常提及的部分,究竟是怎樣做到使手機(jī)變得越來越智能的呢?

什么是DSP?

DSP(數(shù)字信號處理器):DSP即數(shù)字信號處理器,是手機(jī)芯片里一個專門負(fù)責(zé)處理數(shù)字信號運算的微處理器。主要應(yīng)用在實時快速地實現(xiàn)各種數(shù)字信號處理算法。早期在手機(jī)中主要應(yīng)用與即時語音和音頻的信息處理。智能手機(jī)的功能變得越來越多,使得只靠CPU的運算會拖累手機(jī)其它方面的運算,因此DSP的出現(xiàn)則為CPU分憂解難。這就是DSP的作用。
DSP為什么能使手機(jī)越來越智能?
最初,早期的DSP的設(shè)計主要用于對語音的處理,可以保證雙方在同時講話時不會有延遲。隨著不斷的發(fā)展,手機(jī)被賦予所需承載連接外部的功能越來越多,使得DSP功能的重要性也越來越強,促使了DSP的發(fā)展。在現(xiàn)今階段,DSP可以做到對一個指令同時處理大量數(shù)據(jù),可以實時改善視頻的畫質(zhì),或?qū)θ讉鞲衅鲾?shù)據(jù)融合處理。

▲圖片來源于電子發(fā)燒友
應(yīng)用在手機(jī)上,舉個例子。手機(jī)想要變得越來越智能,就像一個有感覺會思考的人。各種傳感器就像手機(jī)的五官、四肢,用來判斷手機(jī)對于外界的感應(yīng),DSP就像中樞神經(jīng)系統(tǒng),接受傳感器的傳入信息,經(jīng)它整合加工后成為按照預(yù)設(shè)的指令傳出,或者儲存在系統(tǒng)內(nèi)成為學(xué)習(xí)、記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)。

每個傳感器都有自己固定的功能和局限,單個的傳感器收集到的信息無法提供完整的結(jié)果,所以現(xiàn)在的DSP所需要做的,就是綜合這些傳感器的數(shù)據(jù),進(jìn)行整合分析,得到你此刻狀態(tài)的判斷結(jié)果。比如手機(jī)可以感應(yīng)到你正在爬山,并且知道你在爬的山叫做泰山,你從山腳下爬到山頂歷時多久,消耗了身體多少能量。在爬山結(jié)束后,通過還可以檢測到你的血氧、心率,以便對你整個狀態(tài)做出更詳細(xì)全面的判斷。
現(xiàn)今DSP中其它的黑科技

對于一顆SoC,我們一般將更多的關(guān)注集中在CPU、GPU、ISP這些部分,忽略了DSP的重要性。在目前智能手機(jī)功能的實現(xiàn)上,DSP可以執(zhí)行一些特定的任務(wù),比CPU的執(zhí)行效率要高,并且功耗更低。提到DSP的黑科技,就不得不提驍龍820上集成的Hexagon680 DSP。這顆DSP采用全新的Hexagon架構(gòu),集成了HVX(向量擴(kuò)展)以及低功率島。

在全新的Hexagon架構(gòu)上,向量擴(kuò)展主要面向先進(jìn)成像和計算機(jī)視覺的DSP擴(kuò)展,在與Spectra ISP結(jié)合時,可以獲得更多差異化的功能,這也是智能手機(jī)同質(zhì)化階段最需要解決的部分。在拍照或視頻時,DSP檢測到畫面暗部區(qū)域時,會自動將這部分區(qū)域增加亮度,相比以往的HDR能帶來更好的效果。并且支持視頻的實時美化。處理速度增加了3倍,功耗卻僅有之前的10%。

另外,我們都知道,目前擺在智能手機(jī)面前最大的問題,不是手機(jī)性能不夠強,而是沒有足夠先進(jìn)的電池工藝保證續(xù)航。如果手機(jī)CPU一直處于不斷的待機(jī)運算,對手機(jī)的功耗負(fù)擔(dān)太重。此前使用中的解決方案是DSP與軟件相互結(jié)合的方式,而在Hexagon中還有一個完全獨立的DSP,基于低功率島進(jìn)行傳感器的信息處理,其它不需要工作的芯片可以完全關(guān)閉,避免浪費功耗。
總結(jié):
處于物聯(lián)網(wǎng)時代的元年,手機(jī)在未來一定會承載起更多的功能,變得越來越智能。隨著硬件的提高,傳感器變得越來越復(fù)雜,信息融合整理的需求越來越高,各種DSP也變得更加重要,并且?guī)砀嗥渌矫娴墓δ?。而且在最重要的續(xù)航方面,DSP可以充分的解放CPU和GPU的運算工作,在性能與功耗之間達(dá)到平衡。
(審核編輯: 滄海一土)
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