隨著MP3播放機發展成具備完整功能的多媒體播放機，能夠解碼多種不同的音訊以及視訊格式，形成大家所知的可攜式多媒體播放機(Portable Media Player; PMP)。我們在此將探討這些PMP從過去到未來的發展，並分析它們的功能與設計需求。我們期望透過對於未來需求的分析，來幫助這個產業將這類產品成功的投入市場。
CMOS電路設計從2000年開始出現一種新的體系：系統單晶片(System-On-Chip; SoC)。隨著0.13μ乃至更小尺寸之深次微米製程的出現，將多媒體播放機內所有必要數位和類比系統元件整合到一顆單晶片的做法，似乎成為一項可行的設計。當時，消費性電子領域開發出一種全新的產品，也就是MP3播放機，它只採用一顆SoC晶片並在其上加上少許的相關元件。這些MP3播放機隨後發展成具備完整功能的多媒體播放機，能夠解碼多種不同的音訊以及視訊格式，形成大家所知的可攜式多媒體播放機(Portable Media Player; PMP)。我們在此將探討這些PMP從過去到未來的發展，並分析它們的功能與設計需求。我們期望透過對於未來需求的分析，來幫助這個產業將這類產品成功的投入市場。
多媒體播放機歷史
市面上出現的第一台多媒體播放機是一款功能非常簡單的數位音樂播放機，也就是所謂的MP3播放機，它是以當時數位訊號處理器(DSP)方案為基礎，由MP Man公司和Diamond公司於1998年推出。隨後市場針對影音處理需求最佳化設計也發展出第三和第四代晶片與方案。
第一代: 以DSP為中心架構，小記憶體及緩慢的傳輸介面
第一代的MP3只具備簡單的解碼功能，採用非揮發性記憶體，僅提供64到128 MB的記憶體，大約可儲存15到40首歌。當時，MP3播放機被視為迷你光碟(MD)、可攜式CD播放機和卡式播放機的替代方案。優點在於比MD和CD播放機耐用，音質比卡帶更好。播放機的硬體架構最主要的部份是一顆DSP，軟體的主要部分是MP3解碼演算法。第一代MP3播放機的缺點在於DSP周邊使用了許多離散元件，例如音訊數位類比轉換器(audio DAC)、耳機放大器、RS232介面，以及電源管理用的離散DCDC轉換器和穩壓器；此外，緩慢的RS232檔案傳輸介面讓使用者傳輸每首歌都需要花上約一到二分鐘，這或許也是MP3播放機於最初二年間一直被局限於小眾市場的主要原因之一。
第二代：容量與音樂傳輸介面獲得改善
隨著USB 1.1廣泛普及，將傳輸率提升到每秒12 Mbit。非揮發性記憶體容量擴充至256 - 512 MB。此時Micorsoft也發表內建於Windows的WMA數位音樂格式。雖然大多數系統仍然以DSP架構和相關晶片組為基礎，但同時也出現第一個採納32位元RISC控制器架構的系統實作。
第三代：大容量記憶體、多重音樂格式與多功能且豐富使用介面
傳輸介面進一步改良，透過USB 2.0支援每秒高達480 Mbit的理論下載速率。NAND Flash技術透過以多層式晶片(multi level cells; MLC)取代單層晶片(single level cell; SLC)技術來大幅提升效能，基本上將每一記憶體cell的容量加倍到可以儲存二個位元，因此4或8 GB容量的非揮發性記憶體遂成為可行方案。同時，軟體架構也大幅改變，32位元微控制器架構的普及，大幅簡化軟體開發。在許多情形下，MP3、AAC和WMA都可以並行支援。至於PC連線方面，Microsoft發表媒體傳輸協定(MTP)，取代大量存取裝置規格(MSC)而成為新的USB協定。這項協定支援在metadata database(MDDB)資料庫系統處理歌曲名稱、歌手、封面設計等資訊，能夠在Microsoft Windows之下的Microsoft Media Player執行這些metadata資訊的同步化。另外，Microsoft也發表數位財產權管理(Digital-Rights-Management; DRM)，同樣可以透過MTP協定在PC和裝置的雜湊(hash)資料之間進行金鑰同步化。許多產品開始搭配彩色顯示器，並設計了複雜的圖形使用介面。軟體通常建構在嵌入式即時作業系統(embedded RTOS)上，支援先佔式多工和數個平行的執行緒。
第四代：結合影音與無線傳輸功能，無失真的高品質音訊時代來臨
市場有許多不同的音訊格式，除了MP3、AAC、WMA之外，OGG-Vorbis因為具備傑出的音質，而且採免授權模式，所以也逐漸普及。AAC改良成AAC+，增加AAC+ V1 sub-band replica(SBR)針對較低位元率的頻率回應加以改善，以及藉由AAC+ V2 parametric stereo (PS)進一步降低固定音質的位元率。其次，WMA Professional改善基本的WMA演算法，提高音質並且支援使用高達24位元和96 KHz取樣率，有效改善音質，遠高於傳統CD音質表現。除了一些會失真的演算法之外，市場也出現零失真壓縮格式，例如Free Lossless Audio Codec(FLAC)或Windows Media Audio 9 Lossless Codec。
另外，視訊解碼也逐漸普及。MPEG-4 SP/ASP、H.263 simple profile、WMV simple/main profile成為典型的視訊解碼需求。支援的視訊解析度從QVGA (320x240)或wide QVGA (420x272)，到高達VGA或TV/D1 (720x480 for NTSC或720x576 for PAL)，並增加額外介面支援電視訊號輸出，包括合成、S-Video或RGB格式。有些產品甚至也整合了Wi-Fi無線介面，支援音樂直接下載，或者搭載藍牙以連接無線耳機。
音樂播放產品的演化歷程愈來愈講求功能，由此可以明顯看出系統複雜性大半與軟體開發息息相關。許多情形下，硬體開發充其量只是整體開發挑戰的一小部分，而成功與否則奠基於是否擁有一套支援SoC的成熟軟體開發工具。一般而言，軟體開發工具包含支援所有硬體區塊的驅動程式、支援音訊解碼／編碼的中介軟體、音訊強化、視訊解碼與後處理、RTOS和檔案系統處理、metadata資料庫建置、以及提供GUI支援的圖形函式庫。
音訊品質與電源管理為PMP SoC建立差異化的關鍵
儘管SoC在硬體和軟體領域呈現諸多發展，不過系統品質仍主要取決於類比參數影響。音樂播放仍然是可攜式媒體播放機最主要的功能，而可達成的音訊品質就成為一項主要的差異化特性。具備較高的動態範圍和如水晶般清澈的播放品質，能夠讓使用者明顯聽得出來其差異性。
除了音質之外，PMP應用的第二項關鍵為電流消耗。播放機的構型設計主要取決於電池尺寸的大小。現代工業設計都要求PMP必須輕薄、小尺寸，因此尺寸小且播放時間長的電池就成了必要的需求。對於只單純提供音樂播放功能的產品而言，電池容量通常在80mAh範圍。而如果搭載wide QVGA解析度LCD和視訊播放功能的PMP，電池容量則必需達到300mAh，VGA解析度需1000mAh。按照這些假設，以下的分析將呈現類比系統元件對於PMP整體SoC設計上，所能夠提供的可能效益。
以下將針對PMP SoC設計如何滿足音訊品質、電源管理及其他功能三項關鍵需求深入探討：
音訊處理需求
第一代MP3播放機的音質取決於所採用的數位壓縮演算法。以當時內建少量的音樂儲存記憶體而言，大多數播放機都是採用128 Kbit/s或更低的位元率，因此搭配的音訊數位類比轉換器(DAC)和耳機放大器就不需高於90 dB。
然而，隨著高品質的音訊壓縮技術例如AAC和WMA的出現結合高達320Kbit/s的壓縮位元率，將音質提升到CD品質的水準，消費者對於硬體要求也明顯的提高。
現今最好的失真壓縮技術就屬Windows Media 10 Professional和high definition AAC(HD-AAC)。這些標準的取樣率達96或192 KHz，位元寬度增加至24位元，而位元率則高達968 Kbit/s，可支援的立體音響多聲道編碼包括5.1或7.1聲道。
另一方面，未來具備大容量音樂儲存的MLC NAND Flash裝置，將可以支援無失真壓縮技術，例如內建Windows Media Audio Lossless或Free Lossless Audio Codec(FLAC)的高階編碼器，其位元寬度和取樣率可提升至24位元和192 KHz。
隨著數位壓縮音質的提升伴隨軟硬體升級，為可攜式裝置開啟了全新的局面，現在我們只要透過基座將可攜式裝置連接家用立體音響設備，就可享受超越傳統CD的音質。
在訊號雜訊比(SNR)部分，下一代的音質需求已提升至100 dB。以可達成的SNR等於6.02*n + 1.761公式計算(其中n等於audio PCM取樣位元寬度)，當取樣位元寬度等於16位元時，SNR理論上可達到98dB，當寬度提升到18位元則可達110.1dB。為了要滿足下一代的音質需求，在音訊DAC轉換器架構上取樣位元寬度至少需要18位元。由於可達成的SNR永遠是和電流消耗直接成正比，因此提供一種可以配合功耗調整音質的選項將特別有幫助，例如：針對PMP等注重功耗的行動應用，音質與功耗可以向下調至約94dB，而針對音響基座等在定點使用的設備SNR與位元寬度則可以設定達到100dB以上的最高品質。
電源管理需求
現今幾乎所有PMP都是採用鋰離子電池(Li-Ion)供電，電壓3.7-3.8伏特。為了維持最低的功耗，這些產品就必須採用效率高達85-95% 的DCDC轉換器(依照負載條件而定)，產生的電壓則供電給數位核心系統、記憶體系統和類比音訊電路。典型的設計會針對數位核心電壓及記憶體與混合訊號部分採用個別的DCDC轉換器支援，由於所有音訊電路都僅具備有限的電源抑制比(power supply rejection ratios)，因此還需要搭配超低雜訊的特殊低壓差穩壓器(low dropout regulators)。典型的核心電壓為1.0、1.2或1.5伏特。在CPU系統的電壓／頻率調整方面，這些電壓可以採用小步階幅度(25或12.5 mV)進行可程式(programmable)調整。
除此之外，針對系統採用不同的軟體基礎，電壓調整的需求也不盡相同。舉例來說，採用高度最佳化小型嵌入式RTOS的系統能夠根據CPU當下所需的效能調整主頻率，讓音訊解碼工作中不受任何干擾。對於這類較小的主頻率而言，電壓可以向下調降至0.8伏特。為此，DCDC轉換器的輸出必須提供小步階幅度和高精度：典型步階±20 mV，精度±20 mV。
其他作業系統例如Linux或Windows CE則有不同的概念：這些系統基本上採較高時脈頻率作業，並且CPU會在作業系統閒置迴路期間，藉由取消時脈以進入省電狀態，所以這種系統對於DCDC轉換器的負載調節(load regulation)要求較高。當系統頻率在400 MHz和0 MHz之間切換，將產生較大步階(高達200 mA)的輸出負載，因此DCDC轉換器的負載調節就必須將輸出電壓維持在作業條件的容許範圍內。
電源管理的另一個重點是電池充電器。一般情況是使用降壓型充電器(step-down chargers)搭配浮動充電、固定電流和固定電壓充電演算法。充電曲線的主要部分會是採用固定電流模式，當然這必須視情況而定。當裝置採用一個USB介面充電時，必須符合二項限制條件：一般USB裝置使用100mA，高功率裝置則為500mA。這些限制必須支援可程式設定，以符合USB規範。再者，同樣必須留意的是，這些限制是指連接USB期間的整體系統電流消耗。所以，充電電流是以USB電流限制減去其餘系統的電流消耗，也因此需要訴諸一種由軟體控制且範圍寬廣的電流步階技術。
擁有大型顯示器的視訊播放機無法透過USB提供足夠的充電電流。對這類產品而言，通常需搭載容量高達2000mAh的電池，為了提供最佳充電時間，這些裝置需要使用1C等於2A的電流充電。為了避免線性充電器在這些電流下產生大幅的功率流失，需要採用一個整合DCDC降壓轉換器的充電器。
其他類比PMP功能需求
配備LCD顯示器的PMP裝置會將大部分類比功能整合在TFT之內，並將其餘功能例如白色LED背光的驅動器整合在SoC中。這些屬於DCDC升壓轉換器的驅動器，能夠產生高達25伏特電壓，驅動多達8個白色LED。大型顯示器通常採用二串LED，在這種情形下，必須採用二個可程式且相匹配的電流流入端(current sink)，以維持顯示區域的固定亮度。
未來PMP的另一重要功能為觸控介面。許多裝置為了支援視訊播放而設計的大型顯示器，往往幾乎佔滿PMP的正面空間，而無法容納鍵盤介面。因此，觸控螢幕成為工業設計的最佳方案，同時也符合圖像使用者介面便利性。
現在的方案通常是以類比電阻式觸控面板為基礎，這種技術能夠促成成本最佳化的方案設計。未來可以預見的是，電容數位轉換器(capacitive-to-digital converters)的精確與回應性，將促成新類型的使用者介面。它可以偵測複雜的輸入動作，並根據那些input執行和控制使用者指令，例如上下捲軸或縮放等。
再者，為了滿足數位財產權管理(DRM)，PMP內必須建置一個常設的即時時鐘(real time clock; RTC)。但是RTC在關機時還是必須維持運轉，從電池汲取固定電流，因而縮短了產品的待機時間。為了將RTC控制在超低功耗，必需採用一種特殊設計的石英晶體振盪器，除了維持頻率精確性並可將功耗控制在1 - 2uA範圍。舉例來說，若在關機期間將RTC運轉維持在5uA系統功耗，就可讓一顆80mAh電池維持2年的壽命。
結論
我們在此探討了可攜式多媒體播放器SoC元件方案的主要類比技術需求。數位技術的快速發展促成許多功能的加速結合，然而整體系統的主要部分仍然取決於類比音訊和電源管理元件的品質。奧地利微電子為消費性電子領域提供二種類別的方案，包括整合電源管理的音訊類比前端，以及整合數位系統、類比前端和電源管理的完整PMP單晶片方案。這些產品的數位端包含一個內建ARM-926EJ的CPU系統，搭載on-chip 512KB RAM和256 KB ROM。它們包含所有數位標準介面、支援影音解碼的特殊硬體加速器、完整支援最新MLC NAND Flash技術、USB 2.0高速介面、多種記憶卡標準支援(SD、MMC、Sony Memory Stick)及其他豐富的功能。類比端則具備上述所有音訊和電源管理功能，以最高音質和最低功耗建立產品差異化優勢。
奧地利微電子的完整方案除了硬體IC之外，還包括一套軟體開發工具，完全支援上述所有功能，並提供結合嵌入式圖形使用者介面的參考應用，因此非常容易立即展開功能測試。
CMOS電路設計從2000年開始出現一種新的體系：系統單晶片(System-On-Chip; SoC)。隨著0.13μ乃至更小尺寸之深次微米製程的出現，將多媒體播放機內所有必要數位和類比系統元件整合到一顆單晶片的做法，似乎成為一項可行的設計。當時，消費性電子領域開發出一種全新的產品，也就是MP3播放機，它只採用一顆SoC晶片並在其上加上少許的相關元件。這些MP3播放機隨後發展成具備完整功能的多媒體播放機，能夠解碼多種不同的音訊以及視訊格式，形成大家所知的可攜式多媒體播放機(Portable Media Player; PMP)。我們在此將探討這些PMP從過去到未來的發展，並分析它們的功能與設計需求。我們期望透過對於未來需求的分析，來幫助這個產業將這類產品成功的投入市場。
多媒體播放機歷史
市面上出現的第一台多媒體播放機是一款功能非常簡單的數位音樂播放機，也就是所謂的MP3播放機，它是以當時數位訊號處理器(DSP)方案為基礎，由MP Man公司和Diamond公司於1998年推出。隨後市場針對影音處理需求最佳化設計也發展出第三和第四代晶片與方案。
第一代: 以DSP為中心架構，小記憶體及緩慢的傳輸介面
第一代的MP3只具備簡單的解碼功能，採用非揮發性記憶體，僅提供64到128 MB的記憶體，大約可儲存15到40首歌。當時，MP3播放機被視為迷你光碟(MD)、可攜式CD播放機和卡式播放機的替代方案。優點在於比MD和CD播放機耐用，音質比卡帶更好。播放機的硬體架構最主要的部份是一顆DSP，軟體的主要部分是MP3解碼演算法。第一代MP3播放機的缺點在於DSP周邊使用了許多離散元件，例如音訊數位類比轉換器(audio DAC)、耳機放大器、RS232介面，以及電源管理用的離散DCDC轉換器和穩壓器；此外，緩慢的RS232檔案傳輸介面讓使用者傳輸每首歌都需要花上約一到二分鐘，這或許也是MP3播放機於最初二年間一直被局限於小眾市場的主要原因之一。
第二代：容量與音樂傳輸介面獲得改善
隨著USB 1.1廣泛普及，將傳輸率提升到每秒12 Mbit。非揮發性記憶體容量擴充至256 - 512 MB。此時Micorsoft也發表內建於Windows的WMA數位音樂格式。雖然大多數系統仍然以DSP架構和相關晶片組為基礎，但同時也出現第一個採納32位元RISC控制器架構的系統實作。
第三代：大容量記憶體、多重音樂格式與多功能且豐富使用介面
傳輸介面進一步改良，透過USB 2.0支援每秒高達480 Mbit的理論下載速率。NAND Flash技術透過以多層式晶片(multi level cells; MLC)取代單層晶片(single level cell; SLC)技術來大幅提升效能，基本上將每一記憶體cell的容量加倍到可以儲存二個位元，因此4或8 GB容量的非揮發性記憶體遂成為可行方案。同時，軟體架構也大幅改變，32位元微控制器架構的普及，大幅簡化軟體開發。在許多情形下，MP3、AAC和WMA都可以並行支援。至於PC連線方面，Microsoft發表媒體傳輸協定(MTP)，取代大量存取裝置規格(MSC)而成為新的USB協定。這項協定支援在metadata database(MDDB)資料庫系統處理歌曲名稱、歌手、封面設計等資訊，能夠在Microsoft Windows之下的Microsoft Media Player執行這些metadata資訊的同步化。另外，Microsoft也發表數位財產權管理(Digital-Rights-Management; DRM)，同樣可以透過MTP協定在PC和裝置的雜湊(hash)資料之間進行金鑰同步化。許多產品開始搭配彩色顯示器，並設計了複雜的圖形使用介面。軟體通常建構在嵌入式即時作業系統(embedded RTOS)上，支援先佔式多工和數個平行的執行緒。
第四代：結合影音與無線傳輸功能，無失真的高品質音訊時代來臨
市場有許多不同的音訊格式，除了MP3、AAC、WMA之外，OGG-Vorbis因為具備傑出的音質，而且採免授權模式，所以也逐漸普及。AAC改良成AAC+，增加AAC+ V1 sub-band replica(SBR)針對較低位元率的頻率回應加以改善，以及藉由AAC+ V2 parametric stereo (PS)進一步降低固定音質的位元率。其次，WMA Professional改善基本的WMA演算法，提高音質並且支援使用高達24位元和96 KHz取樣率，有效改善音質，遠高於傳統CD音質表現。除了一些會失真的演算法之外，市場也出現零失真壓縮格式，例如Free Lossless Audio Codec(FLAC)或Windows Media Audio 9 Lossless Codec。
另外，視訊解碼也逐漸普及。MPEG-4 SP/ASP、H.263 simple profile、WMV simple/main profile成為典型的視訊解碼需求。支援的視訊解析度從QVGA (320x240)或wide QVGA (420x272)，到高達VGA或TV/D1 (720x480 for NTSC或720x576 for PAL)，並增加額外介面支援電視訊號輸出，包括合成、S-Video或RGB格式。有些產品甚至也整合了Wi-Fi無線介面，支援音樂直接下載，或者搭載藍牙以連接無線耳機。
音樂播放產品的演化歷程愈來愈講求功能，由此可以明顯看出系統複雜性大半與軟體開發息息相關。許多情形下，硬體開發充其量只是整體開發挑戰的一小部分，而成功與否則奠基於是否擁有一套支援SoC的成熟軟體開發工具。一般而言，軟體開發工具包含支援所有硬體區塊的驅動程式、支援音訊解碼／編碼的中介軟體、音訊強化、視訊解碼與後處理、RTOS和檔案系統處理、metadata資料庫建置、以及提供GUI支援的圖形函式庫。
音訊品質與電源管理為PMP SoC建立差異化的關鍵
儘管SoC在硬體和軟體領域呈現諸多發展，不過系統品質仍主要取決於類比參數影響。音樂播放仍然是可攜式媒體播放機最主要的功能，而可達成的音訊品質就成為一項主要的差異化特性。具備較高的動態範圍和如水晶般清澈的播放品質，能夠讓使用者明顯聽得出來其差異性。
除了音質之外，PMP應用的第二項關鍵為電流消耗。播放機的構型設計主要取決於電池尺寸的大小。現代工業設計都要求PMP必須輕薄、小尺寸，因此尺寸小且播放時間長的電池就成了必要的需求。對於只單純提供音樂播放功能的產品而言，電池容量通常在80mAh範圍。而如果搭載wide QVGA解析度LCD和視訊播放功能的PMP，電池容量則必需達到300mAh，VGA解析度需1000mAh。按照這些假設，以下的分析將呈現類比系統元件對於PMP整體SoC設計上，所能夠提供的可能效益。
以下將針對PMP SoC設計如何滿足音訊品質、電源管理及其他功能三項關鍵需求深入探討：
音訊處理需求
第一代MP3播放機的音質取決於所採用的數位壓縮演算法。以當時內建少量的音樂儲存記憶體而言，大多數播放機都是採用128 Kbit/s或更低的位元率，因此搭配的音訊數位類比轉換器(DAC)和耳機放大器就不需高於90 dB。
然而，隨著高品質的音訊壓縮技術例如AAC和WMA的出現結合高達320Kbit/s的壓縮位元率，將音質提升到CD品質的水準，消費者對於硬體要求也明顯的提高。
現今最好的失真壓縮技術就屬Windows Media 10 Professional和high definition AAC(HD-AAC)。這些標準的取樣率達96或192 KHz，位元寬度增加至24位元，而位元率則高達968 Kbit/s，可支援的立體音響多聲道編碼包括5.1或7.1聲道。
另一方面，未來具備大容量音樂儲存的MLC NAND Flash裝置，將可以支援無失真壓縮技術，例如內建Windows Media Audio Lossless或Free Lossless Audio Codec(FLAC)的高階編碼器，其位元寬度和取樣率可提升至24位元和192 KHz。
隨著數位壓縮音質的提升伴隨軟硬體升級，為可攜式裝置開啟了全新的局面，現在我們只要透過基座將可攜式裝置連接家用立體音響設備，就可享受超越傳統CD的音質。
在訊號雜訊比(SNR)部分，下一代的音質需求已提升至100 dB。以可達成的SNR等於6.02*n + 1.761公式計算(其中n等於audio PCM取樣位元寬度)，當取樣位元寬度等於16位元時，SNR理論上可達到98dB，當寬度提升到18位元則可達110.1dB。為了要滿足下一代的音質需求，在音訊DAC轉換器架構上取樣位元寬度至少需要18位元。由於可達成的SNR永遠是和電流消耗直接成正比，因此提供一種可以配合功耗調整音質的選項將特別有幫助，例如：針對PMP等注重功耗的行動應用，音質與功耗可以向下調至約94dB，而針對音響基座等在定點使用的設備SNR與位元寬度則可以設定達到100dB以上的最高品質。
電源管理需求
現今幾乎所有PMP都是採用鋰離子電池(Li-Ion)供電，電壓3.7-3.8伏特。為了維持最低的功耗，這些產品就必須採用效率高達85-95% 的DCDC轉換器(依照負載條件而定)，產生的電壓則供電給數位核心系統、記憶體系統和類比音訊電路。典型的設計會針對數位核心電壓及記憶體與混合訊號部分採用個別的DCDC轉換器支援，由於所有音訊電路都僅具備有限的電源抑制比(power supply rejection ratios)，因此還需要搭配超低雜訊的特殊低壓差穩壓器(low dropout regulators)。典型的核心電壓為1.0、1.2或1.5伏特。在CPU系統的電壓／頻率調整方面，這些電壓可以採用小步階幅度(25或12.5 mV)進行可程式(programmable)調整。
除此之外，針對系統採用不同的軟體基礎，電壓調整的需求也不盡相同。舉例來說，採用高度最佳化小型嵌入式RTOS的系統能夠根據CPU當下所需的效能調整主頻率，讓音訊解碼工作中不受任何干擾。對於這類較小的主頻率而言，電壓可以向下調降至0.8伏特。為此，DCDC轉換器的輸出必須提供小步階幅度和高精度：典型步階±20 mV，精度±20 mV。
其他作業系統例如Linux或Windows CE則有不同的概念：這些系統基本上採較高時脈頻率作業，並且CPU會在作業系統閒置迴路期間，藉由取消時脈以進入省電狀態，所以這種系統對於DCDC轉換器的負載調節(load regulation)要求較高。當系統頻率在400 MHz和0 MHz之間切換，將產生較大步階(高達200 mA)的輸出負載，因此DCDC轉換器的負載調節就必須將輸出電壓維持在作業條件的容許範圍內。
電源管理的另一個重點是電池充電器。一般情況是使用降壓型充電器(step-down chargers)搭配浮動充電、固定電流和固定電壓充電演算法。充電曲線的主要部分會是採用固定電流模式，當然這必須視情況而定。當裝置採用一個USB介面充電時，必須符合二項限制條件：一般USB裝置使用100mA，高功率裝置則為500mA。這些限制必須支援可程式設定，以符合USB規範。再者，同樣必須留意的是，這些限制是指連接USB期間的整體系統電流消耗。所以，充電電流是以USB電流限制減去其餘系統的電流消耗，也因此需要訴諸一種由軟體控制且範圍寬廣的電流步階技術。
擁有大型顯示器的視訊播放機無法透過USB提供足夠的充電電流。對這類產品而言，通常需搭載容量高達2000mAh的電池，為了提供最佳充電時間，這些裝置需要使用1C等於2A的電流充電。為了避免線性充電器在這些電流下產生大幅的功率流失，需要採用一個整合DCDC降壓轉換器的充電器。
其他類比PMP功能需求
配備LCD顯示器的PMP裝置會將大部分類比功能整合在TFT之內，並將其餘功能例如白色LED背光的驅動器整合在SoC中。這些屬於DCDC升壓轉換器的驅動器，能夠產生高達25伏特電壓，驅動多達8個白色LED。大型顯示器通常採用二串LED，在這種情形下，必須採用二個可程式且相匹配的電流流入端(current sink)，以維持顯示區域的固定亮度。
未來PMP的另一重要功能為觸控介面。許多裝置為了支援視訊播放而設計的大型顯示器，往往幾乎佔滿PMP的正面空間，而無法容納鍵盤介面。因此，觸控螢幕成為工業設計的最佳方案，同時也符合圖像使用者介面便利性。
現在的方案通常是以類比電阻式觸控面板為基礎，這種技術能夠促成成本最佳化的方案設計。未來可以預見的是，電容數位轉換器(capacitive-to-digital converters)的精確與回應性，將促成新類型的使用者介面。它可以偵測複雜的輸入動作，並根據那些input執行和控制使用者指令，例如上下捲軸或縮放等。
再者，為了滿足數位財產權管理(DRM)，PMP內必須建置一個常設的即時時鐘(real time clock; RTC)。但是RTC在關機時還是必須維持運轉，從電池汲取固定電流，因而縮短了產品的待機時間。為了將RTC控制在超低功耗，必需採用一種特殊設計的石英晶體振盪器，除了維持頻率精確性並可將功耗控制在1 - 2uA範圍。舉例來說，若在關機期間將RTC運轉維持在5uA系統功耗，就可讓一顆80mAh電池維持2年的壽命。
結論
我們在此探討了可攜式多媒體播放器SoC元件方案的主要類比技術需求。數位技術的快速發展促成許多功能的加速結合，然而整體系統的主要部分仍然取決於類比音訊和電源管理元件的品質。奧地利微電子為消費性電子領域提供二種類別的方案，包括整合電源管理的音訊類比前端，以及整合數位系統、類比前端和電源管理的完整PMP單晶片方案。這些產品的數位端包含一個內建ARM-926EJ的CPU系統，搭載on-chip 512KB RAM和256 KB ROM。它們包含所有數位標準介面、支援影音解碼的特殊硬體加速器、完整支援最新MLC NAND Flash技術、USB 2.0高速介面、多種記憶卡標準支援(SD、MMC、Sony Memory Stick)及其他豐富的功能。類比端則具備上述所有音訊和電源管理功能，以最高音質和最低功耗建立產品差異化優勢。
奧地利微電子的完整方案除了硬體IC之外，還包括一套軟體開發工具，完全支援上述所有功能，並提供結合嵌入式圖形使用者介面的參考應用，因此非常容易立即展開功能測試。
