“蜂鸟一号”核心计算平台的成功唤醒,如同给整个项目团队注入了一针强心剂。验证工作的重心,迅速转移到了芯片的“四肢百骸”——那些连接着外部世界、支撑着手机各种功能的丰富外设接口上。对于一颗追求极致集成度的Soc而言,这些接口的数量、性能和稳定性,直接决定了其作为单芯片解决方案的价值,也是降低整机成本、简化设计的关键所在。
测试实验室里,气氛依旧紧张,但相比之前验证核心时的那种“生死一线”的压迫感,多了一丝按部就班、 methodical(系统性)的味道。工程师们分成若干小组,各自负责不同的接口模块,按照事先制定的详尽测试计划,逐一进行验证。
首先被“点名”的,是与用户交互最直接相关的几个接口。
Lcd控制器与显示测试: 负责该模块的工程师小王,将一块当时功能手机上常见的中等分辨率cStN(彩色超扭曲向列)液晶测试屏,通过柔性排线(Fpc)连接到“蜂鸟”验证母板的专用接口上。在小张软件团队提供的基础驱动程序支持下,ARm内核开始向Lcd控制器发送指令和图像数据。 “初始化Lcd控制器……” “设置分辨率、刷新率、颜色深度……” “发送测试图案数据……” 指令在控制台窗口滚动。片刻之后,连接的彩色液晶屏闪烁了一下,然后,屏幕中央稳稳地显示出了一个彩色的启明芯Logo!紧接着,屏幕开始循环显示红、绿、蓝、白、黑等纯色画面,以及复杂的彩色棋盘格和灰度测试图案。 “Lcd控制器工作正常!颜色显示准确,无坏点、无闪烁!”小王兴奋地报告道。他随即又运行了更复杂的测试程序,模拟GUI界面的快速刷新和滚动。“界面刷新流畅!没有明显的拖影或撕裂现象!” 这标志着“蜂鸟”的“眼睛”是明亮而健康的,能够支持当时主流的彩色手机屏幕,为未来提供良好的视觉体验打下了基础。
键盘与GpIo测试: 手机离不开按键操作。另一组工程师则将一个模拟手机键盘矩阵的测试板连接到“蜂鸟”的GpIo(通用输入输出)管脚上,并通过软件扫描和中断处理,来测试键盘控制器的功能。他们逐一按下测试板上的按键,观察调试软件是否能准确识别并上报键值。 “数字键0-9识别正常!” “功能键(上下左右、确认、取消)响应无误!” “组合键测试通过!” “中断响应时间在设计规格内!” GpIo作为通用的输入输出接口,其驱动能力、上拉\/下拉电阻配置、以及中断触发的可靠性等,也都逐一进行了测试,结果均符合设计要求。这保证了手机的基本输入功能可靠稳定。
SIm卡接口测试: SIm卡是手机的“身份证”,其接口的稳定性和兼容性至关重要。测试工程师将一张标准的测试SIm卡插入验证母板的卡槽中。芯片内部集成的SIm卡控制器开始与SIm卡进行通信握手。 “SIm卡电压切换正常(3V\/1.8V)!” “时钟信号稳定!” “尝试读取卡片AtR(Answer to Reset)信息……” 调试窗口中,成功打印出了一串代表SIm卡身份和参数的AtR信息! “SIm卡接口通信正常!AtR读取成功!”这意味着手机未来能够正确识别和读取用户的SIm卡信息。
camera接口初步验证: 考虑到未来拍照手机的趋势,林轩在“蜂鸟一号”中前瞻性地集成了一个基础的并行摄像头接口(支持cIF\/VGA级别)。虽然当时配套的低成本手机摄像头模组还不成熟,但测试团队还是连接了一个信号发生器,模拟摄像头输出的时序信号(如像素时钟pcLK、行同步hSYNc、场同步VSYNc),来初步验证接口的时序捕捉能力和数据通路。 “pcLK捕捉稳定!” “hSYNc\/VSYNc中断触发正常!” “模拟图像数据传输通路基本畅通,无明显位错误!” 虽然距离真正驱动摄像头拍照还有很长的路(需要完善的图像信号处理器ISp和软件驱动),但接口本身的硬件通路被初步验证是可行的,为未来支持拍照功能预留了可能性。
存储与扩展接口: 除了核心的内存接口,Soc还需要支持各种外部存储介质。 Sd\/mmc卡接口: 工程师将一张Sd卡(当时容量可能只有几十mb)插入测试板卡槽,芯片内部的Sd\/mmc控制器成功识别了卡片类型和容量,并进行了基本的读写速度测试。结果显示接口工作稳定,速度满足标准要求。这为未来手机扩展存储、存储音乐图片等提供了可能。 NANd Flash接口: 虽然“蜂鸟一号”可能主要依赖外部NoR Flash存储代码,但林轩也要求集成了基础的NANd Flash控制器接口,为未来支持更大容量、更低成本的NANd Flash存储数据(如用户文件、多媒体资料)做好准备。初步的接口时序和读写命令测试也顺利通过。
串行通信接口(UARt\/SpI\/I2c): 这些看似不起眼但必不可少的串行接口,被广泛用于连接各种外围设备(如蓝牙模块、红外模块、充电管理芯片、传感器等)。测试团队使用逻辑分析仪和专用的接口协议分析仪,对这些接口在不同速率和模式下的通信可靠性进行了详尽的测试,确保其符合标准规范,为未来手机连接各种外设提供了保障。
挑战与细节: 当然,外设接口的验证并非一帆风顺。如此高集成度的Soc,内部信号极其密集,相互之间的干扰和耦合是必然存在的。 例如,在测试高速USb接口(虽然这是下一章的重点,但可能在此阶段进行了初步的信号完整性探测)时,发现其差分信号受到了附近某个高频时钟信号的轻微干扰,导致眼图的张开度略有不足。后端工程师和模拟工程师需要协同分析,通过调整版图走线、增加屏蔽层或者优化端接电阻等方式来解决。 又例如,多个外设同时进行dmA操作时,可能会对系统总线的带宽和仲裁机制带来巨大压力,需要通过压力测试来验证系统的稳定性和性能瓶颈。 小张带领的软件团队也极其忙碌。每验证一个硬件接口,都需要他们提供相应的底层驱动程序和测试代码。接口的初始化配置、中断处理、数据传输协议的实现……都需要软件与硬件紧密配合,任何一方出现问题,都可能导致测试失败。他们常常需要根据硬件测试中暴露出的问题,快速修改和优化驱动代码。 但总体而言,“蜂鸟一号”集成的绝大部分外设接口,都成功通过了初步的功能和性能验证。这充分证明了启明芯在Soc顶层集成和复杂接口设计上的强大实力。这颗芯片,不仅仅拥有强劲的“大脑”和“心脏”,更拥有连接万物的发达“神经”和灵巧“四肢”。 “非常出色!”陈家俊在看到汇总的外设接口测试报告后,满意地对各个小组负责人说道,“这表明我们的顶层设计和集成工作做得非常扎实!下一步,重点攻关多媒体引擎的全面性能测试和功耗优化!” 外设接口的总动员测试顺利完成,为“蜂鸟”未来能够支持丰富多样的手机功能奠定了坚实的基础。启明芯的工程师们,正以一种严谨而高效的节奏,一步步地将这颗凝聚着尖端科技的芯片,从冰冷的硅片,打磨成一件即将改变世界的精密艺术品。
第一百五十三章:多媒体的“初步胜利”
在验证完“蜂鸟一号”Soc的“四肢百骸”(外设接口)之后,测试的焦点自然而然地转移到了它的“感官娱乐系统”——集成的多媒体处理引擎上。在林轩的规划中,“蜂鸟”绝不仅仅是一颗只能打电话发短信的通信芯片,它必须具备强大的多媒体能力,能够满足未来功能手机在音乐、铃声、图片甚至简单视频方面的娱乐需求,从而在用户体验上与竞争对手拉开差距。负责这部分验证的,正是由小张(张明,假设名字)这位在pioneer项目中成长起来的嵌入式软件架构师所带领的应用与多媒体团队。
实验室里,气氛相比之前测试基带物理层时的那种极致紧张,稍微轻松了一些,但也充满了对未知性能的好奇和期待。测试平台上,除了各种仪器设备,还连接了高保真的耳机放大器、专业的音频分析仪、以及一块色彩还原准确的测试用Lcd彩色屏幕。
“小张,先从我们最拿手的开始,音频!”陈家俊对小张说道,语气中带着一丝自信。启明芯在mp3领域的成功,让他们在音频处理技术上积累了深厚的底蕴。
小张点点头,开始指挥团队进行测试。首先是mp3解码。他们将各种不同码率(从32kbps到320kbps)、不同编码方式(cbR, VbR)、甚至包含一些非标准格式头信息的mp3测试文件,通过Sd卡导入测试系统,然后启动芯片内部集成的、基于“天工二代”dSp优化的硬件mp3解码引擎。
悠扬的音乐声立刻从连接的耳机中传出。负责监听的工程师戴上专业的监听耳机(如森海塞尔hd600),仔细辨别着音质细节。同时,音频分析仪也在实时地捕捉和分析着输出信号的各项指标。
“解码流畅!即使是320kbps VbR的高码率文件,cpU占用率也极低,完全由硬件解码器搞定!”负责性能监控的工程师报告道。 “音质……太棒了!”负责听感的工程师摘下耳机,脸上露出了陶醉的表情,“非常干净纯粹!细节丰富,动态十足!比pioneer V2的音质感觉还要好上一些!老王他们这次把codEc(音频编解码器)调得太牛了!” 音频分析仪的数据也印证了这一点:信噪比(SNR)稳定在98db以上,总谐波失真加噪声(thd+N)低于0.003%,动态范围超过100db!这些指标,即使放在专门的hi-Fi播放器上,也毫不逊色!
接下来是AmR(Adaptive multi-Rate)语音编解码测试。AmR是当时GSm网络中最常用的语音编码格式,其解码质量直接关系到通话清晰度。测试团队使用标准的AmR测试语音流进行测试,“蜂鸟一号”同样表现出色,解码出的语音清晰自然,没有任何杂音或失真。硬件加速引擎的存在,也使得通话时的cpU占用率极低,为同时运行其他应用(如电话本查找)留出了充足的资源。
然后是mIdI(musical Instrument digital Interface)合成器测试。mIdI是当时手机铃声的主要格式。“蜂鸟一号”内部集成了一个支持多复音(polyphony)的硬件mIdI合成引擎。测试团队加载了各种不同风格、不同复杂度的mIdI铃声文件,芯片都能准确、流畅地合成出发音饱满、效果逼真的和弦铃声。
“64复音mIdI合成毫无压力!音色库加载速度也很快!”负责测试的工程师兴奋地说道,“以后咱们的手机铃声绝对是业界最靓的!”
音频部分的测试结果堪称完美,充分展现了启明芯在数字音频领域积累的技术优势。这让整个团队信心大增。
测试的下一个重点,转向了图形和图像处理能力。这部分的核心,正是那颗由约翰·卡特团队(前图芯科技)贡献并经过启明芯优化的“灵猴”Gen 1移动GpU核心。
首先是JpEG(静态图像)硬件解码加速测试。工程师们将不同分辨率(从qcIF到VGA级别)、不同压缩质量的JpEG图片文件加载到内存中,然后调用硬件解码器进行解码,并在连接的Lcd屏幕上显示出来。 “解码速度飞快!”负责测试的工程师看着秒表,“一张VGA分辨率(640x480)的高质量JpEG图片,从解码到显示完成,只需要不到0.5秒!比纯软件解码快了十倍不止!” 屏幕上显示的图片色彩准确,细节清晰,没有出现任何解码错误或花屏现象。这意味着未来的启明芯手机,可以流畅地浏览照片、设置壁纸。
接下来,是最能体现GpU价值的2d图形加速能力测试。小张团队专门编写了一套图形基准测试程序(benchmark),模拟手机GUI(图形用户界面)中常见的操作,如图标绘制、窗口滚动、菜单切换、半透明叠加、以及简单的动画效果。 当测试程序运行时,所有人都被屏幕上那流畅得令人难以置信的画面惊呆了! 菜单如同流水般顺滑地滚动,几乎看不到任何延迟或卡顿;图标和文字的边缘清晰锐利,没有毛刺;半透明的弹出窗口叠加在背景上,效果逼真;甚至连几个测试用的简单2d小动画(比如旋转的Logo),也运行得极其流畅,帧率稳定。 “我的天……这……这真的是功能手机能达到的效果吗?”一位新加入的、之前在某欧洲手机大厂工作过的工程师,看着屏幕喃喃自语,脸上写满了难以置信,“我们以前用软件模拟这种效果,卡得像幻灯片一样!” “这就是硬件加速的力量!”小张自豪地解释道,“‘灵猴’GpU核心虽然是第一代,主要面向2d优化,但它内置了高效的bit blit(位块传输)引擎、矢量图形绘制单元、以及Alpha混合(半透明处理)等硬件逻辑。这些操作如果用cpU来做,会极其消耗资源,但用GpU来做,就是小菜一碟!” 李志远在一旁补充道:“而且,‘盘古’的p&R工具在布局布线时,特别优化了GpU内部的数据通路和与显存(通常是共享主内存的一部分)的接口带宽,进一步提升了实际的渲染效率。” 虽然“灵猴”Gen 1的3d性能还比较有限(可能只支持最基本的三角形绘制和纹理映射,足以应付一些简单的3d图标或小游戏),但其强大的2d加速能力,已经足以让“蜂鸟”驱动的手机,在用户界面体验上,领先竞争对手整整一个时代!这将是启明芯手机方案一个极其重要的差异化卖点。
最后,团队还进行了初步的mpEG4 Simple profile视频解码测试。“蜂鸟一号”的硬件设计中,预留了部分视频解码加速逻辑(可能不是完整的硬解,而是针对关键运算步骤如运动补偿、反量化等的硬件加速)。测试结果显示,芯片能够以较低的cpU占用率,流畅解码cIF(352x288)分辨率、码率在384kbps左右的mpEG4 Sp视频片段。虽然距离播放高码率电影还有差距,但这至少意味着,未来的启明芯手机,将具备播放短视频片段、甚至进行早期视频通话(如果网络条件允许)的可能性!
多媒体引擎的各项测试结果,再次证明了“蜂鸟一号”强大的综合实力。它不仅仅是一颗能打电话的通信芯片,更是一颗能够带来流畅视觉体验和高品质听觉享受的“娱乐核心”。这种将通信与多媒体能力完美融合的设计理念,正是林轩为未来智能手机时代提前布下的重要棋子。 “音频、图形、视频……多媒体部分的初步验证,全部通过!而且性能指标非常亮眼!”小张向陈家俊和林轩汇报着测试结果,脸上洋溢着兴奋和自豪。 “很好!”林轩拍了拍小张的肩膀,“这说明我们‘软硬结合、协同优化’的思路是完全正确的!接下来,继续进行更深入的压力测试和兼容性测试,确保多媒体引擎在各种应用场景下都能稳定可靠地工作!” “初步胜利”已经取得,多媒体引擎的强劲表现,为“蜂鸟”这只即将翱翔的猛禽,增添了最华丽、也最吸引人的羽翼。距离最终的成功,又近了一步。