多功能融合催生手機(jī)新架構(gòu)

    如果你自認(rèn)為對自己的手機(jī)不是完全了解的話，請打開你的手機(jī)說明書，仔細(xì)審視一下你最貼身的伙伴都具有哪些功能。也許你會吃驚的發(fā)現(xiàn)原來自己的手機(jī)在不知不覺間已經(jīng)成為一個娛樂終端。沒錯，伴隨著消費(fèi)者對便攜應(yīng)用的要求，當(dāng)今的手機(jī)早已成為一個電子應(yīng)用殺手，幾乎囊括了所有微型電子設(shè)備所支持的功能，下面這張圖非常形象的說明了手機(jī)早已經(jīng)成為娛樂終端的不二選擇。 
  
    可以肯定地是，應(yīng)用的不斷融合到手機(jī)中并沒有增加手機(jī)的尺寸(除非是為了適應(yīng)大屏幕尺寸的需求)，而這一切都應(yīng)該感謝芯片工藝的不斷進(jìn)步。可是，僅僅依靠芯片的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決這些，畢竟新功能的融合速度實(shí)在太過迅速，而將這些功能融合到手機(jī)中，更多的是給手機(jī)設(shè)計(jì)業(yè)帶來了巨大挑戰(zhàn)。如何能夠保持手機(jī)原有面積、豐富功能，同時還要保持手機(jī)的差異化功能和減少耗電等，這些都是目前面臨的挑戰(zhàn)。在功能合一的方面，遇到的挑戰(zhàn)是手機(jī)如何在傳送媒體時，這些處理器能支持這些媒體傳送的要求。根據(jù)客戶的反應(yīng)和市場調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在手機(jī)的功能越來越豐富，這樣使手機(jī)芯片中的基帶處理器等很難支持這樣的功能，已經(jīng)幾乎達(dá)到了極限。

 
    雙核，沒錯！多加一個應(yīng)用處理器幫助基帶處理器處理目前媒體傳輸所帶來的巨大要求是最簡單的解決辦法，事實(shí)上先在的手機(jī)設(shè)計(jì)也的確遵循著這個思路。采取雙處理器的架構(gòu)，帶來很多的優(yōu)勢和好處，比如雙處理器各司其職，能夠更好的保障通信需求和其他應(yīng)用需求的獨(dú)立高效穩(wěn)定的運(yùn)行，但新的問題又產(chǎn)生了：基帶處理器和應(yīng)用處理器間的數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)成了新的性能瓶頸，如何解決媒體應(yīng)用方面的問題已成為兩種通訊間的桎梏。

    目前手機(jī)設(shè)計(jì)者采用嵌入式接口解決這個問題，比如采取UART或者是I2C解決兩者之間的通訊，但這對手機(jī)的性能帶來了很大的局限性。于是有的設(shè)計(jì)者開始采取新的做法——非同步的雙端口RAM做法，可以保證兩個處理器之間進(jìn)行處理交流。盡管采取了這種的非同步DPRAM的做法，有一些好處，但是現(xiàn)在也存在一些問題。其中一個面臨的問題是由于非同步DPRAM導(dǎo)致的，即，它的時鐘周期比較慢。這種非同步DPRAM帶來的問題是采用的同一個總線接口，這樣同時用一條線來傳送地址和數(shù)據(jù)，對于數(shù)據(jù)的傳輸，速度減少了50%。所謂的傳輸效率降低50%的原因，在一個周期中要插入它的地址，在下一個時鐘周期當(dāng)中要插入數(shù)據(jù)，這樣導(dǎo)致了整個的傳輸數(shù)據(jù)的速度和效率減少了50%。另外一個問題是除了性能方面有所限制以外，它還采用ADM的做法，這樣在功耗方面增加了一倍。采用了ADM的機(jī)制以后，在處理器之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的時候，引腳幾乎全部被占用，這樣使手機(jī)廠商在設(shè)計(jì)使很難利用多余的引腳增加差異化的功能。

    所謂的非同步的DPRAM只是臨時的解決辦法，因?yàn)槿绻媾R豐富的多媒體和3G的要求，必須保證接口提高流通量，同時要保證減少功耗的要求，為此用戶需要新的手機(jī)架構(gòu)解決方案。

    近日，IDT根據(jù)目前的挑戰(zhàn)和客戶的要求，提出了移動多媒體互聯(lián)（M2I）的解決方案，它采用了同步的解決方案，使它的時鐘周期加快了，以前的時鐘周期是55-65 ns，采用同步的做法可使時鐘周期加快到20 ns。與此同時，在芯片加入了內(nèi)部計(jì)數(shù)器，提高了時鐘周期的速度，以前數(shù)據(jù)傳送方式，是“地址--數(shù)據(jù)--地址--數(shù)據(jù)…”的順序。那么采取同步時鐘電路以后，只需輸入第一個地址以后，計(jì)數(shù)器就會使之處理其余的地址。結(jié)果形成了“地址—數(shù)據(jù)—數(shù)據(jù)—數(shù)據(jù)…”的模式。由于時鐘周期加快，這樣內(nèi)部的電流耗電減少了40%，對總的電池的耗電減少了90%。 另一個好處是采用了ADM以后，它的通用IO引腳占有數(shù)量少，使手機(jī)的內(nèi)存占有的數(shù)量減少。這樣可以在有傳感器以后，其中有8個動態(tài)的IO引腳，這樣省去了處理器對引腳的監(jiān)控和控制，這樣余下的引腳用于增加新的差異化的功能。比如顯示、游戲的傳感器、實(shí)時移動電子商務(wù)，也可以提供AC97或者是高保真的音頻解碼器或者是像數(shù)字電視等功能。  

    在設(shè)計(jì)方面，我們可以給手機(jī)廠商更大的靈活性，可以采取一種模塊化的設(shè)計(jì)方法，這個實(shí)際上我們ADM基本上已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)，可以使手機(jī)的廠商在設(shè)計(jì)的時候，可以以地址數(shù)據(jù)復(fù)用和非復(fù)用保持兼容。（新架構(gòu)如下圖所示）