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科普:手机为何越来越智能?

来源:百信手机网 作者:联晶01 发布时间:2016/5/16 14:49:26

摘要:得益于硬件的不断发展,如今的智能手机里集成的传感器越来越多,使得许多厂商将目光聚焦在智能终端的方向发展。之所以现在的手机可以变得越来越智能,主要是因为现在智能手机身上充满了各种各样的传感器。

得益于硬件的不断发展,如今的智能手机里集成的传感器越来越多,使得许多厂商将目光聚焦在智能终端的方向发展。之所以现在的手机可以变得越来越智能,主要是因为现在智能手机身上充满了各种各样的传感器。传感器收集到感应到的信息,交给手机的“大脑部分”SoC中处理。而在SoC中,负责处理各种传感器信息的部分,并不是我们熟悉的CPU、GPU,而是一个叫“DSP”的模块负责管理。那么这个并不被经常提及的部分,究竟是怎样做到使手机变得越来越智能的呢?
科普:手机为何越来越智能?

什么是DSP?
DSP(数字信号处理器):DSP即数字信号处理器,是手机芯片里一个专门负责处理数字信号运算的微处理器。主要应用在实时快速地实现各种数字信号处理算法。早期在手机中主要应用与即时语音和音频的信息处理。智能手机的功能变得越来越多,使得只靠CPU的运算会拖累手机其它方面的运算,因此DSP的出现则为CPU分忧解难。这就是DSP的作用。
科普:手机为何越来越智能?

DSP为什么能使手机越来越智能?
最初,早期的DSP的设计主要用于对语音的处理,可以保证双方在同时讲话时不会有延迟。随着不断的发展,手机被赋予所需承载连接外部的功能越来越多,使得DSP功能的重要性也越来越强,促使了DSP的发展。在现今阶段,DSP可以做到对一个指令同时处理大量数据,可以实时改善视频的画质,或对全套传感器数据融合处理。
科普:手机为何越来越智能?
DSP之于手机,就好比大脑之于人,人因为拥有大脑才会思考,手机也因DSP而变得越来越智能。各种传感器就像手机的五官、四肢,用来判断手机对于外界的感应,DSP就像中枢神经系统,接受传感器的传入信息,经它整合加工后成为按照预设的指令传出,或者储存在系统内成为学习、记忆的神经基础。
科普:手机为何越来越智能?
每个传感器都有自己固定的功能和局限,单个的传感器收集到的信息无法提供完整的结果,所以现在的DSP所需要做的,就是综合这些传感器的数据,进行整合分析,得到你此刻状态的判断结果。比如手机可以感应到你正在爬山,并且知道你在爬的山叫做泰山,你从山脚下爬到山顶历时多久,消耗了身体多少能量。在爬山结束后,通过还可以检测到你的血氧、心率,以便对你整个状态做出更详细全面的判断。

现今DSP中其它的黑科技
对于一颗SoC,我们一般将更多的关注集中在CPU、GPU、ISP这些部分,忽略了DSP的重要性。
在目前智能手机功能的实现上,DSP可以执行一些特定的任务,比CPU的执行效率要高,并且功耗更低。提到DSP的黑科技,就不得不提骁龙820上集成的Hexagon680 DSP。这颗DSP采用全新的Hexagon架构,集成了HVX(向量扩展)以及低功率岛。
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在全新的Hexagon架构上,向量扩展主要面向先进成像和计算机视觉的DSP扩展,在与Spectra ISP结合时,可以获得更多差异化的功能,这也是智能手机同质化阶段最需要解决的部分。在拍照或视频时,DSP检测到画面暗部区域时,会自动将这部分区域增加亮度,相比以往的HDR能带来更好的效果,并且支持视频的实时美化,处理速度也增加了3倍,功耗却仅有之前的10%。
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另外,我们都知道,目前摆在智能手机面前最大的问题,不是手机性能不够强,而是没有足够先进的电池工艺保证续航。如果手机CPU一直处于不断的待机运算,对手机的功耗负担太重。此前使用中的解决方案是DSP与软件相互结合的方式,而在Hexagon中还有一个完全独立的DSP,基于低功率岛进行传感器的信息处理,其它不需要工作的芯片可以完全关闭,避免浪费功耗。

结束语:处于物联网时代的元年,手机在未来一定会承载起更多的功能,变得越来越智能。随着硬件的提高,传感器变得越来越复杂,信息融合整理的需求越来越高,各种DSP也变得更加重要,并且带来更多其它方面的功能,而在最重要的续航方面,DSP可以充分的解放CPU和GPU的运算工作,在性能与功耗之间达到平衡。

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