Download REPRODUCTORES MP4

ROMÉN NERIS TOMÉ
5º ETSIT – MICROPROCESADORES PARA COMUNICACIONES
INDICE
INTRODUCCIÓN ............................................................................ 3
Partes de MPEG-4..................................................................................................... 3
Reproductores MP4................................................................................................... 4
Tipos de reproductores ............................................................................................. 4
MICROPROCESADORES USADOS EN REPRODUCCIÓN DE
MPEG-4 .......................................................................................... 5
MIPS TECHNOLOGIES ........................................................................................... 5
MIPS32® 4KE® ...................................................................................................... 5
MIPS64® 5K® ......................................................................................................... 7
STMicroelectronics .................................................................................................... 8
NOMADIK ............................................................................................................... 9
ARM ............................................................................................................................. 9
ARM1136JF™ ....................................................................................................... 10
FREESCALE ............................................................................................................ 11
COMPARATIVA: iPod Vs Zune ..................................................... 13
Microsoft Zune 4GB VS. Apple iPod Nano 4GB: ................................................ 13
Microsoft Zune 8GB VS. Apple iPod Nano 8GB: ................................................ 14
Microsoft Zune 80GB VS. Apple iPod Classic 80GB: ........................................ 14
PERO NO SON LOS UNICOS… ................................................... 17
SAMNSUNG YP-P2J CB ........................................................................................ 17
COWON D2 8 GB .................................................................................................... 17
ENERGY SISTEM INNGENIO 4000 .................................................................... 17
SONY NWZ-A818V ................................................................................................. 18
CREATIVE ZEN V PLUS 8Gb ............................................................................... 18
CONCLUSIONES .......................................................................... 18
ENLACES ..................................................................................... 19
INTRODUCCIÓN
MPEG-4, introducido a finales de 1998, es el nombre de un grupo de estándares
de codificación de audio y video así como su tecnología relacionada normalizada por
el grupo MPEG (Moving Picture Experts Group) de ISO/IEC. Los usos principales del
estándar MPEG-4 son los flujos de medios audiovisuales, la distribución en CD, la
transmisión bidireccional por videófono y emisión de televisión.
MPEG-4 toma muchas de las características de MPEG-1 y MPEG-2 así como de
otros estándares relacionados, tales como soporte de VRML (Virtual Reality Modeling
Language) extendido para Visualización 3D, archivos compuestos en orientación a
objetos (incluyendo objetos audio, vídeo y VRML), soporte para la gestión de
Derechos Digitales externos y variados tipos de interactividad.
Partes de MPEG-4
MPEG-4 está formado por varios estándares, llamados "partes", entre los que nos
interesan:

Parte 1 (ISO/IEC 14496-1): Sistemas: Describe la sincronización y la
transmisión simultánea de audio y vídeo.

Parte 2 (ISO/IEC 14496-2): Visual: Un códec de compresión para
elementos visuales (video, texturas, imágenes sintéticas, etc.).

Parte 3 (ISO/IEC 14496-3): Audio: Un conjunto de códecs de
compresión para la codificación de flujos de audio; incluyen herramientas de
codificación de audio y habla.
De forma gráfica se presentan los componentes del MPEG-4:
Reproductores MP4
Un reproductor de vídeo digital es un dispositivo que almacena, organiza y
reproduce archivos de vídeo, música e imágenes. Comúnmente se le denomina
reproductor MP4 (debido a la ubicuidad de este formato), pero los reproductores de
vídeo digital reproducen a menudo otros formatos de archivo. Los formatos de
archivos que visualiza cada reproductor dependen del fabricante.
Tipos de reproductores
Existen principalmente dos tipos de reproductores de vídeo digital:
Reproductores basados en Flash - Éstos son dispositivos que almacenan
ficheros de audio digital en
memoria interna o externa, como
tarjetas
de
memoria.
Normalmente son dispositivos
con
poca
capacidad
almacenamiento,
de
típicamente
entre 256MB-8GB. Reproducen
formatos de archivo propietarios
tales
como
además
MTV,
de
o
AMV,
archivos
de
imágenes en formatos JPEG y
BMP, y reproducen audio en
formatos
MP3
y
WMA.
El
tamaño de su pantalla no suele
superar las 2’5 pulgadas.
Reproductores basados en
disco duro - Dispositivos que leen ficheros de vídeo, imágenes y audio desde un
disco duro. Estos reproductores tienen capacidades de almacenamiento mucho más
grandes, desde 5GB a 200GB, dependiendo en la tecnología del disco duro.
MICROPROCESADORES USADOS EN REPRODUCCIÓN
DE MPEG-4
El mercado de los reproductores mp4 está ahora mismo en alza. Existen
numerosas compañías que nos ofrecen una amplia variedad de modelos con
diferentes prestaciones, acabados y accesorios. Dentro de los chips procesadores
suministrados para estos reproductores se ha escogido una selección de los que
mayor presencia tienen en la actualidad.
MIPS TECHNOLOGIES
MIPS Technologies posee varias familias de procesadores de 32-bits y de 64-bits
que plantean interesantes soluciones a la hora de reproducir MPEG-4. En cuanto a 32bits nos quedaremos con la familia MIPS32® 4KE® ya que es la familia más
importante en cuanto a aplicaciones con procesador empotrado, y en el caso de 64bits exploraremos la familia MIPS64® 5K®.
MIPS32® 4KE®
Defendido por MIPS como el principal procesador para aplicaciones empotradas
dada su altísima configurabilidad para diseños SoC. Con un alto rendimiento, un bajo
consumo y una gran flexibilidad para optimizar cualquier tipo de diseño. Dispone de
tres modelos: 4KEp® (pico: alto rendimiento de procesos en pasos pequeños),
4KEm® (multiplier: con multiplicador añadido), 4KEc® (core: con el core base).
Esta familia de microprocesadores presenta, entre otras, las siguientes
características:

Pipeline de 5 etapas.

Frecuencia de 400MHz.

1, 2, 4 u 8 registros de 32-bits de propósito general.

Posibilidad de operación en modo supervisor.

Vectores de interrupción y soporte para controlador de interrupciones
externo.

Soporte para memoria virtual (con paginado de pequeño tamaño y
recursos para manejo de tablas de paginación extensa).

Codificación de 16-bits de instrucciones de 32-bits para la mejora de la
densidad de código.

Caché de datos e instrucciones individuales y configurables, con
tamaños de 0-64 Kb.

Tamaño de línea de la cache de 16 bytes.

Buses unidireccionales de 32 bits separados para direcciones y datos.

Unidad multiplicador/divisor con tasa máxima de cálculo de 32x16-bits
por ciclo de reloj, o de 32x32-bits para varios ciclos.

Modo Power-down disparado por instrucción Wait.

MIPSsim™. Simulador para el modelado de buses funcionales y set de
instrucciones.
4KE
Cores
4KEp
4KEm
4KEc
5
5
5
1.53
1.53
1.53
Floating
Point
Coprocessor
no
no
no
Vectored
Interrupt
yes
yes
yes
Fast
Multiplier
no
yes
yes
32 / 32
32 / 32
32 / 32
EC
EC
EC
64KB
64KB
64KB
W-Back
W-Back
W-Back
Pipeline
Stages
Performance
(DMIPS / MHz)
Addr / Data
Bus Width (bits)
Bus Protocol
Max Cache
Size
Data Cache
Type
MIPS64® 5K®
Familia de alto rendimiento, con un procesador sintetizable de 64-bits diseñado
para aplicaciones SoC.
Especialmente recomendada para consumo digital,
networking y aplicaciones empotradas que requieran de un procesador avanzado de
64-bits. Presenta dos modelos: 5Kc® (core: con el core base), 5Kf® (floating point:
añade hardware para punto flotante).
La familia MIPS64® 5K® se caracteriza por las siguientes especificaciones:

Ruta de datos y direcciones de 64-bits.

Frecuencia de 233 MHz.

32 registros de propósito general.

Comparadores y contadores para interrupciones en tiempo real.

Registros de supervisión de instrucciones y datos para puntos de
ruptura mediante software.

Posibilidad de modo supervisor.

Unidad de punto flotante (sólo para el 5Kf®) totalmente segmentada,
con 32 registros para estas operaciones.

Caché de datos e instrucciones individuales y configurables con
tamaños de 0-64 Kb.

Memoria virtual con tamaño variable de paginación (4Kb – 16Mb).

Todos los dispositivos E/S registrados.

Bus de dirección y datos unidireccional, separados y de 36-bits y 64-bits
respectivamente.

Unidad multiplicador/divisor con máxima tasa de cálculo de 32x16-bits
por ciclo de reloj, 32x32 para varios ciclos y 64x64-bits en 9 ciclos.

Modo Power-down disparado por instrucción Wait, y modo Sleep.

4 unidades de ejecución: Integer Unit (ALU y desplazador),
Multiply Divide Unit (MDU), Branch Control, Processor Control.
En la siguiente tabla se resumen sus principales características:
5Kc®
Pipeline Design
Fast Multiplier
MIPS64
6-Stage
yes
5Kf®
MIPS64
6-Stage
yes
Cache Controller
yes
yes
Max Cache Size
64KB
64KB
Date Cache Type
Write Back
Write Back
Floating Point Unit
no
yes
MIPS3D ASE
no
no
STMicroelectronics
Otra de las grandes compañías a tener en cuenta es
STMicroelectronics, que nos ofrece el STd8010 Flexible
MPEG audio/video codec with DVD and DVB receiver
capability. Este procesador ha sido diseñado para la
codificación/decodificación
de
audio/video
en
dispositivos de bajo coste y se plantea como un
procesador con una flexibilidad y características sin igual
Las principales características que definen a este microprocesador son:

Procesador ST231 a 400 MHz.

3 núcleos de procesamiento que proporcionan hasta 4’5 GOPs de
potencia de procesamiento.

Codificación MPEG-2 en tiempo real.

Pre-procesamiento para una calidad superior de imagen.

Dolby® stereo, MPEG-1 layer 2, MP3.

Decodificación de video MPEG-2 y MPEG-4.

Decodificación de audio 5.1 Dolby® Digital/MPEG multichannel/MP3/
WMA/DTS/MLP and AAC decoding.

Acelerador gráfico 2D.

Salida HD digital a través de HDMI.

Memoria DDR de hasta 166 MHz.
NOMADIK
Otra de las propuestas de mejora para 2008 de STMicroelectronics es Nomadik,
una plataforma de procesadores existente desde 2004, compuesta por un núcleo ARM
con dos subsistemas para el manejo de audio y video.
Se pretende que para este año se pase a una arquitectura con múltiples CPUs,
DSPs y seis subsistemas en un solo chip con tecnología de 45 nm. Típicamente cada
subsistema consistirá en un núcleo DSP, un acelerador hardware y un DMA data
mover.
Esta reconversión a arquitectura multicore es necesaria para una nueva
generación de procesadores Nomadik que reduzca el consumo de potencia mientras
incrementa el rendimiento para ser usado en un contexto de aplicaciones multimedia.
Cuando esté listo se tendrá un procesador con seis subsistemas, cuatro de los cuales
consistirán en cuatro núcleos DSP. Cada uno estará integrado con una memoria de
nivel 1.
ARM
ARM diseña tecnología para productos digitales avanzados; desde wireless,
networking y soluciones de entretenimiento y consumo, hasta seguridad y dispositivos
de almacenamiento. ARM ofrece microprocesadores RISC de 16 o 32-bits de los
cuales se explorará el ARM1136JF™ usado entre otros dispositivos por el Zune 80
Gb de Microsoft. También Apple en su nuevo iPod nano utiliza un procesador de ARM
aunque por razones de competitividad en el mercado no han querido revelar que
modelo específico usa, llegando incluso a sustituir el modelo de ARM que viene
grabado en el chip por el logo de la compañía, detalle que, como curiosidad se
muestra a continuación:
ARM1136JF™
El procesador ARM1136JF™ ofrece hasta 660 DMIPS en procesos de 0.13µ.
Posee la versión 6 del juego de instrucciones de ARM con ARM Jazelle® technology
para ejecuciones empotradas de Java, código de compresión reducido de ARM y
opción para un coprocesador con punto flotante. Las cachés de datos e instrucciones
son configurables. Este procesador utiliza una interfaz AMBA® 2.0 AHBTM compatible
con un gran rango de sistemas IP y periféricos.
Se expone a continuación un diagrama de sus partes:
El ARM1136JF™ se define por poseer las siguientes características principales:

Un potente set de instrucciones, el ARMv6, cuyas especificaciones son,
entre otras:
o Instrucciones reducidas para una disminución del ancho de
banda de memoria y los requerimientos de tamaño de hasta un 35%.
o Extensiones para DSP.
o SIMD: Single Instruction Multiple Data.

Frecuencia de 550 MHz.

Modo de funcionamiento Power-Down para reducir el consumo de
potencia cuando el procesador no está en uso.

Pipeline de 8 etapas.

Pipeline
aritméticas.
separado
para
operaciones
load-store
y
operaciones

Predicción de salto y retorno de pila.

Sistema de memoria de altas prestaciones, que soporta cachés de 4 a
64 Kb.

Interfaz para vectores de interrupción.

Opción para coprocesador con vectores de punto flotante.
FREESCALE
Freescale Semiconductor nos ofrece como opción para dispositivos empotrados
que requieran la reproducción de MPEG-4 la plataforma i.MX21 Portable Media Player,
un procesador basado en el ARM926EJ-S y el sistema operativo Microsoft®
Windows® CE 5.0 desarrollado específicamente para dispositivos de batería, con
botones interactivos y requerimientos multimedia. Este robusto kit de hardware y
software ha si diseñado para complementarse con el estándar Microsoft Portable
Media Center, un estándar diseñado por Microsoft para la descarga de música, juegos,
correo electrónico etc. en dispositivos portátiles.
Las características más notables que presenta esta plataforma junto con el
diagrama de bloques se presenta a continuación:
El i.MX21 está basado en el procesador ARM926EJ-S, que se compone de:

Caché de instrucciones y datos de 16K.

266 MHz.

Arquitectura ARM® 32-bit RISC.

Set de instrucciones comprimidas de 16-bits.

Código 100% compatible con ARM7TDMI™.

Master Bus de AMBA™ para SoCs.

Virtual Memory Management Unit (VMMU).

Digital Phase-Locked Loop para la generación interna y control de la
señal de reloj.

Soporte para tres modos diferentes de consumo: run, doze y stop.

Reloj de sistema: hasta 133 MHz.

Interfaz para memoria externa: mismo reloj para la fuente como para el
sistema, hasta 133 MHz con 1.8 V.

Reloj de sistema derivado del reloj de la CPU mediante un divisor.
COMPARATIVA: iPod Vs Zune
Una de las grandes competiciones entre compañías que ha generado el mercado
de los reproductores mp4 es la que mantienen ahora mismo dos de los grandes titanes
de la industria: por un lado Apple con su nuevo iPod nano de 3ª generación, y por otro
Microsoft con la 2ª generación de su reproductor, Zune.
En esta comparativa, un tanto más comercial y no tan dedicada al estudio
específico de sus procesadores, se intentará dar una visión global de lo que nos ofrece
cada uno de estos reproductores.
Microsoft Zune 4GB VS. Apple iPod Nano 4GB:
Empezaremos la comparativa echándole un vistazo al precio de ambos para que
sea una comparativa equilibrada. Ahora parece que los precios y las prestaciones se
igualan. En este caso el iPod nano de 4GB de capacidad cuesta 149 dólares / 139
euros, lo mismo que el modelo de Redmond y con la misma capacidad.
El Zune de 4GB se encuentra en cuatro colores disponibles: negro, marrón, rosa y rojo
y saca ventaja al iPod nano que sólo lo encontramos en color plateado.
La pantalla del nano es superior por 0,2 pulgadas. Estamos hablando de 2 pulgadas
exactas contra 1,8. No es mucha la diferencia, pero a la hora de ver un corto de vídeo
o un pequeño pase de diapositivas con imágenes, siempre se agradece ese extra de
pantalla.
El reproductor de Apple sigue sin tener radio FM, y pese a haber mejorado el software
interno con la inclusión de CoverFlow y otros elementos, el manejo y la sencillez del
Zune también son palpables. Además, la incorporación de la sintonizadora FM y el WiFi de serie en la gama Zune, le permite ser el claro vencedor en este aspecto.
Por contra, las más de 5 horas de reproducción ininterrumpida de vídeo y las 24 horas
de vida, escuchando música, con una carga completa de batería, hacen que el iPod
nano gane en este campo.
Microsoft Zune 8GB VS. Apple iPod Nano 8GB:
En este punto, y partiendo de que ambos reproductores tienen las mismas
características técnicas y de aspecto que en el punto anterior, únicamente
resaltaremos aquellas cuestiones de interés.
Lo primero que debemos comentar es que, en esta nueva versión, el reproductor nano
de Apple sí está disponible en, nada más y nada menos que, cinco colores: gris, azul,
verde, negro y el rojo con su correspondiente donación a una fundación benéfica de
lucha contra la SIDA en África.
Microsoft Zune 80GB VS. Apple iPod Classic 80GB:
Mismas capacidades, mismo precio (249 dólares) y misma resolución de pantalla.
Eso les une y les convierte en duros rivales. El reproductor de Apple se lleva un punto
de ventaja por su menor grosor, que es muy favorable para el transporte.
Por contra, la pantalla del Zune de 80GB supera con creces a la del iPod Classic,
quedándose ésta en 2,5 pulgadas frente a las 3,2 del Zune.
Los últimos datos nos indican que el Zune 80 incorporará una salida de 720x480 a 30
fps o bien, 720x576 a 25 fps sin codificar. Además, el reproductor preferido por Bill
Gates y Steve Balmer soporta los formatos de audio: WMA, WMA protegido, WMA
Lossless, MP3, MP3 con bitrate variable y AAC. Al iPod debemos retirarle los formatos
WMA e incorporar los Audible, Apple lossless, WAV y AIFF. Por lo que, en lo que
codecs de audio se refiere, el Classic resulta el ganador absoluto.
No podemos decir lo mismo de los codecs de vídeo, aunque ambos reproducen H.264
y MPEG-4, el Zune se lleva la victoria con su formato WMA conocido y muy extendido
a nivel mundial.
La autonomía, con el Wi-Fi (802.11b/g) del Zune apagado, es de 5 horas para vídeo y
20 horas de reproducción ininterrumpida de música. En el caso del reproductor de
Apple, la duración de la batería aumenta hasta las 30 horas (en música).
Una curiosidad es que el reproductor iPod Classic puede utilizarse como disco duro
para almacenar datos y el de Microsoft no. Además, el Zune de gran capacidad
únicamente está disponible en color negro, frente a los tonos plata y negro del iPod.
Por último destacamos que el Zune en su versión de 80GB incluye en el precio unos
auriculares "premium".
En la tabla inferior se muestra de forma resumida las características del iPod nano
de 4 y 8 Gb y del reproductor Zune con las mismas capacidades.
Característica
Capacidad de
almacenamiento
Precio (en USA)
Zu
Zu
ne 4GB
ne 8GB
iPod nano
4GB
8GB
4GB
8GB
$14
$19
$14
$19
9.99
9.99
9
9
Alto
91.5mm (1.6”)
69.8 mm (2.75")
Ancho
41.4mm (3.6”)
52.3 mm (2.06")
Espesor
8.5mm (0.33”)
6.5 mm (0.26")
Peso
Tamaño pantalla
Resolución pantalla
Duración de la
batería (música)
N/A
1.8 pulgadas
320x240
24 horas (WiFi
apagado)
49,2 g (1.74
onzas)
2 pulgadas
(Iluminada por LED)
320x240
24 horas
Duración de la
batería (vídeo)
4 horas (WiFi
apagado)
5 horas
Sintonizador FM
Si
No
Salida de TV
No
Si
Zune Pad
Rueda clic
No
Si
Si
No
Si
No
WMA, WMA
AAC, MP3,
Control
Uso como disco
Sincronización
inalámbrica
Compartir
inalambricamente
Formatos de audio
Formatos de vídeo
Lossless, MP3, MP3
Audible, Apple
VBR y AAC
Lossless, AIFF y WAV
H.264, MPEG-4,
WMV
H.264, m4v,
mp4, mov, MPEG-4
JPEG, BMP, GIF,
Formatos de fotos
JPG
TIFF, PSD (sólo Mac)
y PNG
Contenido
Precargado
Tienda en línea
Descarga de
canciones
Descarga por
suscripción
Descarga de Videos
Si
No
Zune Marketplace
iTunes Store
$0,99 o 79
Microsoft Points
Zune Pass
$14.99/mes
Si / N/A
$0,99
No
Si / $1,99 c/u
Estrenos $12,99
Descarga de
Películas
No disponible
a 14,99
Películas en catálogo
$9,99
Conexiones
Software
Compatibilidad
USB, WiFi
USB
Zune
iTunes
Windows
Mac y Windows
PERO NO SON LOS UNICOS…
A pesar de que estos dos reproductores pertenecen a, si no las más importantes
compañías, a dos de las más importantes, existen otras muchas marcas que nos
ofrecen por precios muy similares modelos con un gran rendimiento y características.
Dada la extensión que podría tener este apartado a causa de la multitud de opciones
posibles, me he centrado en poner algunos de los reproductores que más he visto
recomendados en foros y revistas especializadas, cuyo precio oscile alrededor de los
200€.
SAMNSUNG YP-P2J CB
Samsung ofrece alta tecnología y calidad en su gama de
reproductores multimedia, con un aspecto más que cuidado y
algunas funciones extra como el lector de textos. La
reproducción de sonido e imágenes es más que satisfactoria y la
pantalla táctil facilita el acceso a las diferentes funciones que
ofrece. No permite ampliar la memoria disponible pero ofrece
comunicación por BlueTooth para auriculares.
COWON D2 8 GB
Con este reproductor, Cowon ofrece una buena
colección de características avanzadas, como su pantalla
táctil y una calidad de imagen bastante buena. El sonido
tampoco está descuidado y junto con la variedad de
formatos admitidos sorprende ver una autonomía cercana
a los dos días continuos mientras reproduce audio.
Dispone de una bahía para tarjetas de memoria que
elevan su capacidad.
ENERGY SISTEM INNGENIO 4000
La capacidad de almacenamiento de este modelo está por
debajo de la del resto de dispositivos de la comparativa, pero
esa es una de sus pocas características en las que se queda por
detrás del resto de modelos. La pantalla no destaca por su
calidad de imagen, pero su tamaño resulta apreciable.
SONY NWZ-A818V
La interfaz utiliza una buena colección de botones frente a
la sencillez de otros modelos, carece de radio y su memoria
no se puede ampliar. Pero como reproduciros de sonido su
calidad es notable y la pantalla no decepciona.
CREATIVE ZEN V PLUS 8Gb
En este modelo, que destaca por su tamaño reducido, se
dispone de radio FM y grabadora integrados. En el apartado
sonoro da buena calidad, pero su pantalla resulta muy pequeña
para ver videos, y tampoco dispone de capacidad de memoria
ampliable.
CONCLUSIONES
Como se ha podido ver a lo largo de este estudio, la cantidad de caminos posibles
a la hora de elegir un procesador para su inclusión en un reproductor mp4 es enorme.
Nos hemos limitado a ver algunas de las muchas posibles opciones en cuanto a
fabricantes, basándonos en su aparición en el mercado.
En cuanto a reproductores mp4, hemos visto que a pesar de que el iPod de Apple
se está llevando ahora mismo la gran parte de las ventas, y que Microsoft ha entrado
en este mercado un tanto tarde lo cual está haciendo que no esté teniendo los
resultados que esperaba, existen otras muchas marcas que ofrecen modelos similares
en prestaciones y precios, dándonos la opción de que escojamos el que más nos
interese.
Con todo esto he querido dar una visión de lo amplio que es este campo ya que
todas las empresas están interesadas en tener una parte dedicada a él, dado el alto
nivel de exigencia que presentan sus consumidores y la oportunidad de beneficios que
representa para las compañías.
ENLACES

www.mips.com

www.arm.com

www.freescale.com

www.st.com

www.apple.com

www.samsung.com.es

www.maxmemo.com

www.energysistem.com

www.sony.es

www.creative.com

www.zunetotal.com

www.ciao.com

www.arm.com/miscPDFs/1751.pdf