无线多媒体应用依赖于复杂的视频软件/服务器技术，而后者又依赖于复杂的处理能力，以生成流式视频和音频。有一类产品显然将演变成支持无线多媒体功能的设备，它就是个人数字助理(PDA)。PDA包含各种不同性能水平的微处理器，其中一些能够用软件处理低分辨率和低帧速率的视频流。但为了创建一种可进行高质量双向视频通信的PDA系统，我们将需要增强系统的计算能力。   

   可提供这种额外性能的一个方法是利用广泛普及的小外形尺寸接口标准，如最新一代PDA所支持的个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)格式和Compact Flash。在PCMCIA和Compact Flash电路卡上可以开发高级的视频和无线处理系统。   

   然而要提供有吸引力的产品解决方案，我们仍面临一大挑战：相对于大分辨率运动图像所需的数据带宽而言，这些接口还存在局限性。不过，视频数据压缩和解压缩技术上的进步可以部分或完全地缓解此问题。   

   不幸的是，诸如MPEG-4等视频编解码器是为这样的处理器而开发的，即它们无法兼顾大众市场对质量、成本与性能需求。其结果是，这一挑战的实质顺理成章地转变成必须加速编解码器在更复杂处理器中的应用。   

   在无线连接的、以互联网为中心的计算设备上提供多媒体服务，为什么这么困难呢？我们能做些什么来解决此问题呢？   

   虽然无线连接的PDA有屏幕可以观看图像，并有扬声器和麦克风可以重播和捕捉音频，但它不具备视频输入的捕捉功能。另外，因为这些设备被设计成低成本产品，所以它们尽可能使用最经济的处理器。问题是，以市场可接受的质量进行双向视频流传输需要处理器的强大功能以及压缩/解压缩软硬件。   

   当MediaWorks公司设法解决在现有PDA设备上捕捉、传送和播放MEPG-4视频的问题时，我们的第一步是开发欠缺的视频输入捕捉功能。   

   这是通过开发一个基于PCMCIA的VGA分辨率照相机来实现的。我们选择了一种可提供足够帧速率和图像尺寸的传感器。尽管PDA不能显示VGA图像，但用户可能希望将图像通过互联网以无线方式发送给能够观看它的PC用户。之所以选择PCMCIA格式是因为这样易于开发，但Compact Flash是另一种可选方案。最初的架构将全部的图像数据通过PCMCIA总线传送给PDA，然后PDA用软件对向外发送的图像进行编码、对输入的图像进行解码。   

   初始结果提供了可接受的7-12帧/秒的QCIF(176×144)图像，这既是本地用户所看到的图像，也是发送给本地用户的图像。这些结果作为一种对概念的证明是可以接受的，但需要增大图像尺寸，以满足向PC传输的需要。另外，帧速率必须更快，以便使视频更流畅。   

   下一代产品需要在架构上做出改变，以解决这些问题。因为我们现在考虑的是对没有视频功能的PDA进行扩展，所以我们仍需要提供基于PCMCIA或Compact Flash的VGA照相机。然而，要提高性能，就需要克服总线瓶颈和计算性能的局限性。   

   这可通过在接口的照相机端设置一个编码器来实现。根据图像的序列，经编码后的版本所需的数据率可低于原始数据率的十分之一。在总线的照相机端进行编码使得向PDA传送更大尺寸和更高帧速率的图像成为可能。   

   编码是计算密集度更高的任务，因为编码需要部分的解码功能。我们的解决方案是利用可配置处理器技术为照相机开发一个编码器。这种新架构还可用于将为照相机添加无线功能的下一代产品。解码仍将依靠PDA上的软件。采用这种方法，我们相信，有可能在无线PDA上播放每秒30帧的CIF分辨率图像以及每秒超过20帧的VGA图像。

      我们正在开发的解决方案中，一个重要方面是使用了可配置处理器解决方案，如Altera公司的Nios或Tensilica公司的Xtensa。这些架构使我们有可能准确地根据特定任务来定制处理器，这与现行的方法(即找寻一个功能接近的处理器)完全不同。   

   我们使用可配置处理器作为主引擎来设计具备无线多媒体功能的PDA，其过程可分为以下几个步骤。首先，我们在Altera Apex 20KE FPGA以及一个指令集仿真器上概要描述出初始的软硬件配置。然后对其结果进行分析，以识别出性能瓶颈。   

   这允许我们反复查看自己的设计，找出瓶颈，提出可能的改进措施，并计算能得到的好处。如果这些好处证明它是可行的，我们接着就实现所提议的解决方案，并对改动后的系统进行概要描述。概要描述的结果应该证实所估计的性能改进。   

   概要描述、开发解决方案并通过概要描述证实解决方案，这一循环会不断继续，直到硬件/软件组合能满足性能目标。在这个过程中，可能会遇到一些不可避免的瓶颈，而且开发者还将陷入到收益递减的境地。   

   初步结果表明，本文所探讨的设计方法在几次循环后有显著改进。我们还在努力进行更多的优化工作。   

   一旦我们确定了最终的解决方案，下一步目标就是通过转移到诸如ASIC等固定硅解决方案来降低成本。