高速發(fā)展的信息時代,需要高級的處理平臺
隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其近年2.5G和3G通信技術(shù)的出現(xiàn)使得當(dāng)今的手機(jī)功能日益強(qiáng)大。但目前很多具備高級功能的手機(jī)產(chǎn)品售價還相當(dāng)?shù)母,而從以往的?jīng)驗(yàn)來看只有把越來越多的功能整合到單個或者幾個芯片上后,手機(jī)功能的增強(qiáng)才是普及性的,成本也會降低。目前為了適應(yīng)手機(jī)需要越來越多功能和更便利交互數(shù)據(jù)、傳輸文件的因素。智能手機(jī)逐漸走向了主流。
但是智能手機(jī)雖然可以為用戶帶來了更加便捷的移動體驗(yàn),但是由于所包含的功能塊不斷增多,其耗電量及所需處理的數(shù)據(jù)量也隨之不斷提高,同時智能手機(jī)芯片結(jié)構(gòu)與設(shè)計過程也變得日趨復(fù)雜,這樣就會直接影響到新款手機(jī)的上市時間。因此,對于智能手機(jī)廠商而言,采用何種手機(jī)開發(fā)平臺具有十分重要的意義:先進(jìn)、成熟的手機(jī)開發(fā)平臺不僅能極大地減少技術(shù)風(fēng)險,降低開發(fā)成本,縮短新產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)周期,還有利于生產(chǎn)廠商迅速進(jìn)入并占領(lǐng)市場。而這種平臺一般都是由一個或者幾個芯片來構(gòu)成的,期中整合了大部分廠商所需要的功能,因此基于這種平臺進(jìn)行開發(fā)才是更科學(xué)的,因?yàn)槿绻孕信渲闷脚_這樣的周期和代價實(shí)在太高。
目前,市場上有多家公司都在極力推行自己的智能手機(jī)平臺,其中包括TI(德州儀器) 、Motorola(摩托羅拉)、Intel(英特爾)、Qualcomm(高通)等。這幾家廠商中TI以及摩托羅拉是絕對的老牌廠家,而Intel則是期中的新軍,其成長的速度卻是非?斓,特別是近幾年手機(jī)對處理器芯片效率越來越高的時候,Intel這家老牌的處理器生產(chǎn)廠商在這個方面有著高人一等的能力。
回顧歷史:
PXA800F處理器架構(gòu)圖,其整合了4MB的Flash芯片
Intel目前是世界上最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)公司,其在處理器上的造詣幾乎無人可以比,同時Intel也是全球最大的手機(jī)閃存芯片提供商。單就憑借這兩點(diǎn),Intel就擁有了其它廠商無法比擬的優(yōu)勢,不過在手機(jī)平臺領(lǐng)域,Intel的起步比較晚,失去了很多先機(jī)。當(dāng)年Intel最早退出的PXA800F平臺是一個非常不錯的平臺,但因?yàn)橹С终吡攘葻o幾,這樣游戲的產(chǎn)品最終擱置,到目前一款基于這種平臺的手機(jī)都沒有發(fā)布過。但是,很快Intel意識到了自己的錯誤(功耗上控制不是非常好,兼容性還有待提升),也發(fā)現(xiàn)了應(yīng)該如何去改變這種情況。隨后其推出的基于XScale架構(gòu)的PXA 26x/PXA27x則完全的扭轉(zhuǎn)了局面,越來越多的智能手機(jī)開始搭載Intel的處理器,目前幾乎所有主流高端非Symbian系統(tǒng)的智能手機(jī)基本都搭載了Intel的PXA系列處理器。
其實(shí)Intel的PXA之所以會成功這同其設(shè)計思路以及高超的設(shè)計能力是分不開的,Intel的PXA處理器最早被稱為XScale處理器,XScale也是一款源自ARM處理器(Advanced RISC Machines 高級RISC機(jī)器公司)的一種衍生,不過其在架構(gòu)擴(kuò)展的基礎(chǔ)上保留了對以往軟件的向下兼容性。
ARM公司成立于1990年,最早由Arcon、Apple和VLSI合資成立,之所以這三家公司會在一起進(jìn)行合資開發(fā),主要是AAcron需要為Archimedus電腦設(shè)計處理器;Apple則也需要一顆可以替代摩托羅拉68K CISC處理器的產(chǎn)品;VLSI則需要一種RISC架構(gòu)的處理器整合在自身的系統(tǒng)中。
ARM在成功設(shè)計之后很快獲得了成功,而各種ARM核心版本(主要為6、7、9、10、11,也稱為ARM 6、ARM 7、ARM 9、ARM 10以及ARM 11)被其它眾多的公司諸如:DEC、Intel、TI、Atmel等采用,因?yàn)锳RM處理器最大的特點(diǎn)就是:功耗低、應(yīng)用方案靈活、可以方便為多媒體信號添加指令集等。在當(dāng)時ARM架構(gòu)以其簡便、靈活的特點(diǎn)給當(dāng)時其它廠商相當(dāng)大的壓力。而且ARM的出現(xiàn)真正影響到了手持設(shè)備的發(fā)展,因?yàn)榈侥壳皝碚f幾乎所有的手持操作系統(tǒng)包括智能手機(jī)都采用了ARM架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,可以這么理解ARM其實(shí)就是一種標(biāo)準(zhǔn)的指令集,不同的廠商開發(fā)的只是不同外殼或者說不同功能擴(kuò)展的產(chǎn)品,而本質(zhì)都是ARM處理器。
DEC 1996年發(fā)布的SA-110 StrongARM處理器
在ARM推出一款時間之后,DEC獲得了許可并開發(fā)出高級版本--StrongARM,隨后DEC被Compaq收購,StrongARM技術(shù)和專利被Intel全部收購,并且Intel最早以StrongARM SA1100處理器的形式推廣出來,很快被眾多Pocket PC所采用。雖然在當(dāng)時來看這種架構(gòu)幾乎是效率最高的方案了,但是由于產(chǎn)品集成度不高,整合了過多無用的功能使得其想在今后繼續(xù)發(fā)展設(shè)置了障礙。而Xscale則是就是為了改變StrongARM這種現(xiàn)狀的產(chǎn)品。
徹底的革新--Xscale
Xscale是一款功耗低、伸縮度高的產(chǎn)品,并且其最大的優(yōu)勢就是核心頻率可以高速的提升,在發(fā)布的伊始就開發(fā)出頻率高達(dá)400Mhz的版本,這在3-4年以前是相當(dāng)可觀的。此外Xscale整合了以往其它ARM處理器所不會去整合的多媒體指令集--Wireless MMX,這種指令集類似桌面處理器的多媒體指令集,是一種64bit的精簡指令,這種指令集可以大大的優(yōu)化視頻播放、3D圖像顯示、音頻處理等應(yīng)用,同時這種指令集也會大大降低程序開發(fā)者的開發(fā)難度,從而加快開發(fā)進(jìn)度。
Xscale處理器實(shí)際大小
基于Xscale架構(gòu),Intel到目前為止一共開發(fā)三個系列的處理器,期中包括PXA25x、PXA26x以及最新的PXA27x。
這其中PXA25x是最早一代的產(chǎn)品,其工作頻率為200、300、 400MHz,使用0.18微米工藝制程、整合32KB的指令緩存,32KB數(shù)據(jù)緩存以及多媒體流數(shù)據(jù)專用2KB緩存;最高支持256MB的內(nèi)存、整合雙通道PCMCIA、CF卡控制器、MMC/SD控制器;整合LCD顯示控制器、AC97音頻、USB接口、紅外接口、藍(lán)牙接口;產(chǎn)品采用256針的PBGA封裝,核心大小17×17 mm。
PXA25x是一款技驚四座的產(chǎn)品,在推出的伊始就獲得了很大的成功,在當(dāng)時就已經(jīng)有廠商試探性的推出了基于PXA 25x處理器的智能手機(jī)產(chǎn)品,不過對于智能手機(jī)來說PXA255還遠(yuǎn)不能滿足它們的需要,因?yàn)镻XA25x要實(shí)現(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)的支持還需要眾多的其它芯片,同時不整合Flash芯片讓其變得無法勾起主流手機(jī)廠商的興趣。
PXA26x就是為了彌補(bǔ)PXA25x的不足而開發(fā)的產(chǎn)品,這款產(chǎn)品最大的特點(diǎn)就是整合了Flash芯片,這樣對于那些手機(jī)開發(fā)廠商來說顯然可以降低不少最終產(chǎn)品的成本。PXA26x有兩個版本,一個版本整合16MB的閃存(PXA261)另外一個版本整合32MB的閃存(PXA262);總體來說PXA26x的功能是類似于PXA255的,只是增加了Flash支持以及去除了一些不必要整合的接口和功能,因此采用了294針的PBGA封裝,核心大小卻降低到14x14mm,這為方便的安裝在手機(jī)中奠定了基礎(chǔ)。著名的Mitac(神達(dá))的8390就是基于Intel的PXA262處理器。
神達(dá)的8390智能手機(jī)
不過,Intel對PXA25x/26x芯片還并不算滿意,它希望發(fā)布一款更加適合于小型設(shè)備且效率更高的處理芯片,并且這種芯片將在很長一段時間內(nèi)保持技術(shù)的領(lǐng)先--因此一個新的代號為Bulverde的處理器就此誕生。相比原來的Xscale架構(gòu),Bulverde處理器提高了處理媒體處理的效率,同時優(yōu)化和處理器的功耗,此外添加了眾多針對移動終端設(shè)備所設(shè)計的功能。在Bulverde處理器中最重要的三個技術(shù)特點(diǎn)就是:Quick Capture(快速拍攝)、Wireless Speed Step(無線動態(tài)節(jié)能)和Wireless MMX(無線MMX指令)。最終在去年的IDF上Intel正式推出了基于Bulverde處理器,這種處理器最終被定名為PXA27x。