UI处理器 - 用户界面——下一代消费电子决胜关键

　　UI处理器

　　嵌入式系统越来越多要求高性能处理能力，特别是在汽车资讯娱乐领域，而OEM厂商之间的竞争也在推动高阶运算功能的创新和推广，以便支援多核心架构和3D绘图功能。与此同时，汽车环境中的多种其它功能继续在竞争可用的运算资源。这个负担主要集中在作为主要运算引擎的应用处理器上，而3D绘图和先进通讯协定等众多功能也进一步加重了应用处理器的负担。因此，这些嵌入式系统能用在其它功能上的资源很有限。

　　使用者介面是对资源有限的资讯娱乐系统，以及各种设备关键功能带来巨大影响的一个例子。如高阶语音辨识即同时要求很高的MIPS和快速记忆体存取。虽然系统设计师一直在努力开发高度最佳化的资讯娱乐系统，使它们能够支援多种先进功能和UI，但他们仍然受到可用技术的限制，特别是能够满足他们的设计要求的硬体。许多UI都开始要求存取先进的查阅资料表和演算法，因而造成与其它系统功能的直接竞争。最终，在通用处理器上执行多种识别演算法的要求仍然影响到了这些系统的低功耗要求。即使高阶应用处理器正从单核心技术快速转向高阶资讯娱乐系统用的双核心和四核心技术，但我们认为UI仍将是一个运算密集型功能，要求独立的硬体加速器和灵活的软体演算法。

　　随着资讯娱乐系统的OEM厂商继续整合先进的人机介面（HMI）功能，如触控和语音辨识功能，UI功能仍将是一个关键的系统瓶颈。在OEM厂商必须解决的UI瓶颈和设计挑战之间，还需要能够处理复杂的软体演算法，能够在各种高杂讯环境中（如狭窄的车舱内）準确地工作，能够支援针对资料安全和存取酬金/付费内容时的隐私要求，能够防止设备遭到恶意攻击，并支援与定位服务和广告进行即时车外交互。随着这些系统中导入更多形式的UI，下一代系统将面临在同一系统中实现多种识别形式——语言、语音、影像、面部和感情的额外挑战（见图1）。由于单种UI技术的即时要求在继续影响应用处理器的可靠工作，导入额外UI只会恶化这个问题，因为这些新增加的功能将进一步竞争共用资源。

　　

　　图1：UI处理器——高阶系统智慧要求复杂的分析功能，涉及到硬体加速器、灵活的软体演算法和查阅资料表。单一功能的IC将迅速发展成专用的UI处理器，以便实现并从应用处理器卸载多种形式的识别处理功能。

　　未来，为了达到高阶UI处理要求的性能、精密度和功效水準，系统将需要一种独立的“UI处理器”，而本质上这种处理器是作为辅助处理器。这种元件将整合专用的硬体加速器，这些加速器执行基本和高阶UI功能的速度要比通用处理器快得多。另外，这些处理器将整合有足够多的记忆体资源，还有专用于提高查阅资料表性能的算数逻辑单位（ALU）。我们相信这些UI处理器是极其高效的，能够更快地处理高阶UI功能，延迟会更短，并且与使用通用应用处理器的传统实现方法相较功耗更低。UI处理器的其它潜在应用包括与用户的交互，使UI更容易作业，并提供系统睡眠模式以节省功耗。虽然目前系统设计师必须在平衡精密度和延迟之间作出选择，但专用UI处理器允许开发人员进一步最佳化他们的系统，使其工作更加高效。