成果名称: 大屏幕智能教育设备主控芯片
完成单位: 北京师范大学珠海分校,炬芯(珠海)科技有限公司
主要人员: 闫丽华,陶永耀,倪玉华,杨博雄,郑义,李玫,王光学,熊江,雷长发,龚建,余静,蒲进,赵毅
介绍:

    1、技术原理和性能指标 本项目完成了一个支持大屏幕,针对幼教市场的主控芯片的设计,芯片采用自主知识产权PMU芯片和先进的架构,实现了低功耗和超长时间续航,嵌入了TrustZone安全系统,实现了自主知识产权保护,芯片内置高性能低功耗Mali-450MPSGPU,提供了强大的3D/2D图像处理能力,使用了四核Overspec规格,实现了功耗和面积的优化设计。芯片集成了自主知识产权的VPU,实现了几乎所有格式的高性能视频解码/编码功能,视频解码能力实现了MPEG-4、H.264、 H.265,H265播放支持1080P4窗口同时30 fps流畅解码。1280*800分辨率在任何小机应用场景下保证大于等于60fps,保证1920*1280屏所有小机应用场景高于50fps。芯片的提供了丰富的人机交互接口,满足了玩具和幼儿教育市场需求,填补了市场空白。

    2、技术的创造性与先进性 1) 采用了自主知识产权PMU芯片和先进的架构,动态电压调节和自创“工作、待机、睡眠、深睡眠”四层功耗控制模式,实现智能供电和超低功耗; 2) 在知识产权内容保护上采用上采用“IC主控芯片+操作系统+应用程序+图书数位内容”四重关连加密,将TrustZone技术引入到知识产权内容保护中,对知识产权内容保护和行业正常有序发展做出贡献。 3) 集成了自主知识产权的VPU,实现了几乎所有格式的高性能视频解码/编码功能,视频解码能力实现了H265 4K*2K 30fps,H265播放支持1080P4窗口同时30 fps流畅解码。1280*800分辨率在任何小机应用场景下保证大于等于60fps,保证1920*1280屏所有小机应用场景高于50fps,支持多屏互动和双屏显示; 4) 提供了丰富的外围接口和I/O接口,使得人机对话的表现形式丰富多样; 5) 支持大屏幕高清分辨率。 6) 实现了解码硬件加速,解决二三级流水操作时相关运算尽量少收DDR内存数据读写等待的影响,本芯片的VPU根据视频标准的特征,在二级流水的宏块级运算过程中设计了SRAM用为cache缓存,宏块级的流水之间基本做到中间数据不需要读写DDR,同时一级流水级之间的参考数据也减少近50%的中间数据读写DDR。从而大大节省DDR的带宽减少DDR的功耗,同时也大大提升了视频解码性能。 7) 采用28nm CMOS先进工艺,提升了下游整个行业产品的技术水平。

    3、技术的成熟程度、适用范围 基于本项目研究的大屏幕智能教育主控芯片,满足了早教产品和幼儿玩具对大屏幕产品的市场需求。项目推出的应用处理器SOC因为具备大屏幕、高分辨率以及丰富的人家接口等先进技术而广受客户好评,产品推广非常顺利。产品受到很多下游整机早教和玩具厂家的欢迎,丰富了早教产品和幼儿玩具市场。因为有了大屏幕支持、高清分辨率和触摸屏支持,幼教产品的质量得到大幅度提升,同时触目屏等相关技术支持,大大提高了和幼儿的互动性,支持外接SD卡接口等功能,使内容的更新和提升变得极为方便。

    4、应用情况 目前芯片产品已规模化生产,达到预期经济效益。芯片被应用于早教产品、益智玩具和智能教育产品中,各个应用厂家利用该产品的优良性能设计出丰富多彩的产品。下图为产品的各种终端产品形式。芯片的成功设计和应用,满足了市场对高端大屏幕智能化幼教玩具产品的设计需求。

批准登记号:
登记日期: 2020-05-25
研究起止时间: 2015-01-01至2017-12-31
所属行业: 教育
所属高新技术类别: 电子信息
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2020-01-08