UI處理器

　　嵌入式系統越來越多要求高性能處理能力，特別是在汽車資訊娛樂領域，而OEM廠商之間的競爭也在推動高階運算功能的創新和推廣，以便支援多核心架構和3D繪圖功能。與此同時，汽車環境中的多種其它功能繼續在競爭可用的運算資源。這個負擔主要集中在作為主要運算引擎的應用處理器上，而3D繪圖和先進通訊協定等眾多功能也進一步加重了應用處理器的負擔。因此，這些嵌入式系統能用在其它功能上的資源很有限。

　　使用者介面是對資源有限的資訊娛樂系統，以及各種設備關鍵功能帶來巨大影響的一個例子。如高階語音辨識即同時要求很高的MIPS和快速記憶體存取。雖然系統設計師一直在努力開發高度最佳化的資訊娛樂系統，使它們能夠支援多種先進功能和UI，但他們仍然受到可用技術的限制，特別是能夠滿足他們的設計要求的硬體。許多UI都開始要求存取先進的查閱資料表和演算法，因而造成與其它系統功能的直接競爭。最終，在通用處理器上執行多種識別演算法的要求仍然影響到了這些系統的低功耗要求。即使高階應用處理器正從單核心技術快速轉向高階資訊娛樂系統用的雙核心和四核心技術，但我們認為UI仍將是一個運算密集型功能，要求獨立的硬體加速器和靈活的軟體演算法。

　　隨著資訊娛樂系統的OEM廠商繼續整合先進的人機介面（HMI）功能，如觸控和語音辨識功能，UI功能仍將是一個關鍵的系統瓶頸。在OEM廠商必須解決的UI瓶頸和設計挑戰之間，還需要能夠處理復雜的軟體演算法，能夠在各種高雜訊環境中（如狹窄的車艙內）準確地工作，能夠支援針對資料安全和存取酬金/付費內容時的隱私要求，能夠防止設備遭到惡意攻擊，并支援與定位服務和廣告進行即時車外交互。隨著這些系統中導入更多形式的UI，下一代系統將面臨在同一系統中實現多種識別形式——語言、語音、影像、面部和感情的額外挑戰（見圖1）。由于單種UI技術的即時要求在繼續影響應用處理器的可靠工作，導入額外UI只會惡化這個問題，因為這些新增加的功能將進一步競爭共用資源。

　　圖1：UI處理器——高階系統智慧要求復雜的分析功能，涉及到硬體加速器、靈活的軟體演算法和查閱資料表。單一功能的IC將迅速發展成專用的UI處理器，以便實現并從應用處理器卸載多種形式的識別處理功能。

　　未來，為了達到高階UI處理要求的性能、精密度和功效水準，系統將需要一種獨立的“UI處理器”，而本質上這種處理器是作為輔助處理器。這種元件將整合專用的硬體加速器，這些加速器執行基本和高階UI功能的速度要比通用處理器快得多。另外，這些處理器將整合有足夠多的記憶體資源，還有專用于提高查閱資料表性能的算數邏輯單位（ALU）。我們相信這些UI處理器是極其高效的，能夠更快地處理高階UI功能，延遲會更短，并且與使用通用應用處理器的傳統實現方法相較功耗更低。UI處理器的其它潛在應用包括與用戶的交互，使UI更容易作業，并提供系統睡眠模式以節省功耗。雖然目前系統設計師必須在平衡精密度和延遲之間作出選擇，但專用UI處理器允許開發人員進一步最佳化他們的系統，使其工作更加高效。