smartphone系统整合技术

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1、Smartphone系统整合技术Smartphone结合了手机和PDA的功能,设计它必须在成本和功能上做折衷,因此它的技术门槛很高。审视目前市场上国际大厂的Smartphone平台架构,开放型硬件架构有:TI的OMAP系列、Motorola的i.MXL系列、Intel的XScale,当然还有一些厂商采用封闭型或称为专属型硬件架构,它们或许是采用上述的开放型硬件架构来设计(只是不愿意公布而已),或是采用ASIC或FPGA来设计。在操作系统软件方面,Microsoft®WindowsMobile和SymbianOS是两大主流。此外,嵌入式

2、Linux因为成本低廉,已经是系统制造商为了降低成本,不得不采用的替代方案。先进的硬件规格Smartphone的技术发展仍然在持续进行中,而且它和其它电子产品一样,依照市场需求,也有高档和低档之区分,因此现在就想完全一窥它的全貌是不可能的。不过,我们倒是可以从国外大厂最近推出的新一代手机中,认识到未来Smartphone的硬件标准规格,这包含:1.结合影像和多媒体:低檔的Smartphone和GSM手机是不支持影像传输的,但是自从3G手机出现以后,影像压缩技术会逐渐普及,所以高档的Smartphone除了具备65,536色的TFT-L

3、CD以外,嵌入式数字相机也是必备的。内建的录像机和影音播放/放映机(player),可以透过网际网络,传收和3GPP兼容的多媒体资料内容。此外,支持GPRS数据(data)通讯也是必备的。2.提供短距离无线通讯功能:透过蓝芽、红外线连接外部装置。3.支持多种储存媒体且储存量大:例如:SD、MMC、MemoryStick、CF…等。4.多频道通讯:支持目前的GSM900/1800/1900频道,未来会支持3G、4G频道,所以为了能让Smartphone能够流畅地完成跨网域的交递(handoff)功能,射频电路必须具有智能型的「频谱不可知

4、论(spectrumagnostic)」的功能。意思就是说,不管是2G或3G或4G网络,同一台Smartphone都能够使用这些网络。5.省电电池:使用锂离子(Li-Ion)电池,持续通话时电力可达2~4小时,待机时电力可达150~240小时,充电时间1.5小时。图一是现有国外大厂的Smartphone解决方案中比较完整的架构,我们可以看到许多外围接口,包含:UART、USB、SPI、PCM、GPIO、PWT(pulsewidthtone)、PWL(pulsewidthlight)、McBSP(multi-channelbuffere

5、dserialport)、MCSI(multi-channelserialinterface)、…等。McBSP以最高6Mbps的速率传输资料。8kHz的语音讯号是由MCSI传输。其DSP核心内包含三个多媒体延伸单元,可以有效改善功率效能。这些单元分别是:移动估算(motionestimation)、离散余弦转换(DCT)、逆向离散余弦转换(IDCT)和1/2像素插值(interpolation),这些单元具有加速的功能,而且可以降低功率的消耗量。不过,为了要满足3G时代的需求,此架构至少还需要内嵌或外部连接W-CDMA(或CDMA2

6、000)调变器(modem)和数字相机模块才行。 图一:最新的Smartphone解决方案系统整合技术3G时代的Smartphone必须具备3G手机和PDA的所有功能与实用性,所以颇具挑战性。严格而言,至今还没有一个完全满足未来Smartphone硬件规格的解决方案存在。不过,一些基本的系统整合技术,无论在现阶段或未来先进的Smartphone产品开发上都是必需具备的。下面就列出其中几项技术:处理器(MPU)处理器必须具备下列的一般性功能:•32位大小,这是多媒体数据处理所必需的。•由操作系统(O.S.)决定选择Little-Endi

7、an或Big-Endian,或者由处理器决定。当确定之后,程序设计时必须完全遵守此规则,否则系统无法运作。•具有高速缓存(cache),以加快处理速度。•具有内存管理单元(MMU)。•具有一般和特权作业模式。藉由使用权限的不同,以防止使用者不慎破坏操作系统。•具有硬件中断(interrupt)讯号,可以提供给错误处理程序、软件中断例程(ISR)、取消程序使用。•具有重新开机的功能或重置讯号,能从错误状态中恢复正常。当然,若处理器拥有下列功能,将有助于系统的整体效能:•耗电低•高速处理能力•价格低•指令集的长度不长,可加快处理速度。(一

8、)MMU:•能将内存的实体地址映像(map)到虚拟(线性)地址。•在处理程序(processes)之间交递时、使用者程序和操作系统核心程序之间交递时,必须能保护内存。•支持小规模,4Kb大小,分页(pages)模式。•支

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