低功耗触控体感处理器核心解决方案

哥↖超神了

北京时间月日消息，， 当今流行的智慧型嵌入式行动装置、消费性电子产品、车用电子等等，不仅需要强而有力的CPU，同时也要能兼顾低功耗，促使微处理器厂商们绞尽脑汁，着力开发出可弹性配置的CPU IP(智慧财产)，以提供给IC设计业者依各阶产品的效能╱功耗的需求，打造出各式系统单晶片(SoC)，供给系统厂商设计终端产品之用  请关注电子元器件网http://www.ickey.cn/

        　　

        　　触控、体感技术的发展速度 超乎想像

        　　晶心科技(Andes)总经理林志明讲解 低功耗智慧型触控体感人机介面处理器核心解决方桉，他表示早期IT市场还是触控笔、单点触控的时代， 年实验室才发表面板多点触控的技术，在年Apple就推出了具有此一功能的iPhone商用产品，经过这几年，促成当今年智慧型产品採用触控输入的方式如此兴盛，而手势、体感控制技术开始进入消费市场，虽然还是属于早期发展，尚未成熟，但是应该可以比科幻电影关键报告(Minority Report)所描写的年，要来得更早，就能实现以手势操控电脑。

        　　林志明播放TED大会的影片片段，像年Jeff Han在讲台上示范第一套多点触控的面板，可做到像当今平板电脑能做到的功能，包含点触控，绘图，放大、缩小、旋转、萤幕键盘打字等等，完全以触控来代替传统键盘、滑鼠，在当时可说是新鲜的玩意儿。如今，这些功能早在你我的智慧型手机裡面实现了。

        　　接着播放Vimeo网站分析关键报告(Minority Report)电影科技表达的有趣片段，主要是分析其手势控制的全新UI(使用者介面)技术，该电影背景设定在年，主角阿汤哥透过戴上数位手套，以手势来操控电脑。不过，这些在科幻片才出现且令人惊艳的电脑技术，不需要等那麽久才盼得到，现今年就可触及得到，就是Xbox游戏机搭配Kinect体感侦测器(透过体感来操作游戏)。由此可见，触控技术、体感技术的发展一日千里，甚至超乎市场的期待。

        　　来自学界的手势、体感相关研究计画

        　　林志明介绍在麻省理工学院媒体实验室，进行的手势与体态计画有很多，如TeleStudio，可以追踪体感的姿态，且可以把实体和虚拟世界连接起来，让使用者可以透过预先的对应与定义，来作为实体和数位会议空间的桥樑。

        　　另外手势媒体框架计画，是一个正在发展的系统，透过机器自我学习的方式，将体感姿势辨识资料对应为一组可量化、可表述的参数，让使用者可以使用它来创造对体态移动的高阶描述，和複杂且可量化的对应。

        　　另一个情绪捕捉用穿戴式配备计画，是探讨使用穿戴式运算设备以辨识情绪，该设备辨识人的自然反应动作，来决定受测者的当时情绪，例如拍膝盖表示讚赏，而Give me five表示高兴与值得庆祝。

        　　再来就是GRT(手势辨识工具箱)计画，以跨平台、开源、使用C++程式语言的机器学习资料库，以达成即时的体态辨识，让工程师以简单几行程式来开发辨识系统的工具。让使用者能快速简易将体感辨识功能整合到自己的计画中。

        　　至于快速手势辨识计画，则以新的方式让使用者定义自己的体态，以及这些静态姿势和动态连串体态的控制意义，让系统可以快速自我学习起来。可应用在音乐指挥等这类的连续体态辨识及控制等应用需求。

        　　指向手势控制家电计画，则是把Sensor Fusion、体感辨识和家电控制连接起来，以发展出新的、免摄影器材、採大量Sensor的解决方桉，让消费者指向室内照明器材，然后用一些体态动作，就可控制灯光明暗。当系统自我学习之后，人们可以以相同体态动作来控制其他照明设备。

        　　Shiftables 计画属于较複杂的电子设备整合系统，包含动作感测、图形显示，无线连结，成为Shiftables(可拆换)。可和数位资讯与多媒体资料互动，一组Shiftable可形成实体、分散式、以体态动作指挥的人机介面，并应用到进行音乐会表演。

        　　将人类的触控、手势或体态讯号 转换成数位资料

        　　上述表列的计画，代表许多人都在投入触控与体感控制的强化与创新，因此在触控面板控制器中，演算法就很重要，要如何将自然界、人类触控与手势行为、以及感测装置所侦测到的动作，转换成有用的数位资料，并把杂讯处理掉，让电脑或嵌入式系统可以做运算与处理，并真实回应出使用者的控制需求。

        　　例如游戏中，就有许多透过手势的动作，来操控游戏。这些感测与触控手势必须从採用演算法，透过运算引擎，也就是CPU核心来分析使用者的动作。

        　　林志明接着介绍到自家的技术-AndesCore，在具备处理数位讯号、感测讯号、演算法等功能的系统中，AndesCore如何提供核心内部的计算、比较、分析效能，提供达到控制目的的解决方桉。

        　　应用于各种领域的AndesCore技术

        　　晶心科技跟ARM、MIPS等公司一样，都是属于销售CPU IP使用授权的公司，目前位居全球前五大位元CPU IP供应商的地位，客户都是IC设计业者。AndesCore的IP技术，针对了手势、与触控萤幕控制等需求做最佳化。例如触控输入是需要重複运算的，其AndeStar就针对这部分做最强化(加入V架构的MADD指令集来加速计算速度)。

        　　目前以AndesCore来设计的SoC，累积出货量高达亿颗，被应用到消费电子(触控萤幕电子书电子字典电源处理CMMB)、通信(无线显示WiFi蓝芽GPSGPONNFC闸道器路由器)、工业(MCU马达控制监控精简型电脑高级辅助驾驶系统行车纪录器)、电脑(USB SSDeMMC防毒mSATASecure SDSensor Hub)等领域。

        　　Andes产品蓝图与核心家族

        　　目前晶心的Andes Embedded完整产品线架构，包含AndesCore(处理器核心)、AndeStar(处理器架构)、AndeSight(开发工具)、AndeShape(开发平台)、AndeSoft(软体堆叠层)。

        　　AndesCore核心，依照指令集架构、配置，对应竞争对手的效能、功耗、硅晶面积，以及低中高阶市场，可分为针对MCU(微控制器)市场的N(位元MCU升级方桉)、N(位元应用产品)、N(高阶应用产品)系列，适合在网通装置、物联网、PC周边、储存装置、使用者介面、无线周边等装置中使用，也适合体态控制相关的应用。

        　　而针对Linux应用产品市场的N(入门)、N(中阶)、N(高阶)等系列，适合在资料网路、数位相机、摄录影机、数位电视、机上盒、媒体中心、电信等领域使用。

        　　例如联想Pi智慧型手机裡面採用的无线连结SoC，具有WiFi， Bluetooth， GPS， FM等四大功能，亦即联发科MTQ，其採用的CPU，就是Andes N的CPU IP核心。

        　　为触控、手势、体感侦测而生的 N与N家族介绍

        　　Andes N处理器採低逻辑闸数、低功耗设计，搭配AndeStar Vm指令集微架构，具单核心三阶管线化设计，个通用暂存器(GPR)、提供MB定址空间与~组向量中断处理，并採跟ARM相容的AHB-liteAPB汇流排介面。乘除法指令分别只需~个~个週期。

        　　相较于单晶片与ARM Cortex M等，N还多了除法指令、AHBlite  APB  ILM  DLM等系统介面等优势。而N (Hummingbird)则是更精简版(具单核心两阶管线化设计)，主打更小巧、更低耗的内嵌式CPU。

        　　在整体效率表现上，N和N在功耗表现为竞争对手的%、%，在面积效率表现上，为竞争对手的%、%。至于CoreMark比较上，N和N分别为至、及至，比其竞争对手的、还要卓越。

        　　整体而言，以触控、手势辨识、体感侦测等技术的产品已经无所不在，客户若採用晶心的AndesCore N、N CPU IP，将会具有更高效能、低耗电的表现，为客户的终端产品增加优势与竞争力。