在智能手機(jī)中采用何種集成程度的器件將對系統(tǒng)的成本、性能、外形尺寸以及開發(fā)周期等產(chǎn)生影響。本文詳細(xì)分析三種不同集成程度的方案，闡述了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用場合，為設(shè)計(jì)方案的選擇提供了實(shí)用的分析思路。 手機(jī)設(shè)計(jì)工程師目前所要面對的關(guān)鍵問題之一是：應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器要集成到什么程度，才能更好地為市場營銷目標(biāo)服務(wù)。為更有效地滿足oem的需求，手機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師是應(yīng)該采用分離元件呢，還是采用系統(tǒng)級芯片？對這個(gè)問題的回答非常重要，因?yàn)樵谶@一層面上對設(shè)計(jì)方向的選擇將影響很多技術(shù)及競爭變數(shù)，這些變數(shù)決定了在市場上取得成功的關(guān)鍵因素-系統(tǒng)成本、硬件外形尺寸、上市時(shí)間、對不同無線標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性、功耗以及整體性能。在設(shè)計(jì)過程的早期選擇最佳的方法有助于使oem成為市場的領(lǐng)導(dǎo)者，而不是跟隨者。 盡管這個(gè)問題很重要，但它并沒有一個(gè)確切的答案。目前市場上每種集成程度的方案都具有其自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，oem必須對這些不同方案內(nèi)在的折衷進(jìn)行權(quán)衡，以選擇一個(gè)最能滿足他們設(shè)計(jì)和營銷目標(biāo)的集成程度。 當(dāng)前的三種可選方案 目前有三種不同集成程度的方案可供手機(jī)設(shè)計(jì)工程師選擇。它們分別是： 方案一：應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器分離。設(shè)計(jì)手機(jī)的傳統(tǒng)方法是采用獨(dú)立的應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器，每種器件也許包含若干個(gè)處理內(nèi)核。例如，在應(yīng)用處理器里面有一個(gè)risc內(nèi)核(如arm9或arm11)用于實(shí)現(xiàn)高中斷命令、控制以及用戶接口的功能，還有一個(gè)dsp(如ti的tms320c55 dsp器件)用于進(jìn)行高度重復(fù)、數(shù)學(xué)運(yùn)算量大的音頻和視頻處理。同樣，調(diào)制解調(diào)器可以通過arm以很高的效率來處理協(xié)議棧第二層和第三層，而協(xié)議棧第一層則由dsp來處理。 無論器件采用什么架構(gòu)，它們都是完全獨(dú)立的，這使系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師能夠盡量提高系統(tǒng)的靈活性和性能。因?yàn)橄嗤瑧?yīng)用處理器可以用于不同的調(diào)制解調(diào)器技術(shù)和空中接口標(biāo)準(zhǔn)(gsm/gprs、edge、umts和cdma)，所以這種配置提供了最大的靈活性。此外，它還允許oem選擇不同的應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器供應(yīng)商。 這種方案能獲得最高系統(tǒng)性能是由于應(yīng)用處理器可以使用專用資源(存儲器和總線)，以及在沒有調(diào)制解調(diào)器帶來的功率約束下采用最新的工藝技術(shù)。然而與此同時(shí)，這種方法使設(shè)計(jì)工程師面臨的工作復(fù)雜化，因?yàn)樗麄儽仨毤煞蛛x的硬件元件，并且要開發(fā)和整合使應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器能有效進(jìn)行通信的電話軟件層。因?yàn)閼?yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器可能完全來自不同的生產(chǎn)商，所以由第三方完成或提供它們之間硬件和軟件的整合的機(jī)會很小。 通常與應(yīng)用處理器一起提供的軟件開發(fā)平臺可加快整合的過程，然而對硬件和軟件的設(shè)計(jì)、整合及調(diào)試可能使整個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)周期增加好幾個(gè)星期。 方案二：應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器集成在同一塊芯片里。集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的最新進(jìn)展允許芯片制造商將應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器集成在一個(gè)器件里。通常情況下，這個(gè)集成的器件使用多個(gè)處理內(nèi)核來完成相同的工作，而這些工作在分離器件的配置中是由兩個(gè)器件完成的。對于智能電話應(yīng)用，一個(gè)強(qiáng)大的arm處理器可以與專用的硬件加速器配合起來管理應(yīng)用功能，另一個(gè)arm處理器和一個(gè)dsp則用來實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器功能。對于功能豐富而又要求低成本的應(yīng)用，應(yīng)用功能和調(diào)制解調(diào)器功能共用一個(gè)arm內(nèi)核，而dsp專門用于實(shí)現(xiàn)調(diào)制解調(diào)器功能。 為實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)集成，ti將omap器件與電源管理器件、rf器件捆綁在一個(gè)芯片組內(nèi)。這些器件都經(jīng)過了優(yōu)化，可以在一起無縫協(xié)同工作。系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師在獲得芯片組的同時(shí)，還可得到一個(gè)完整的硬件和軟件參考設(shè)計(jì)，這些參考設(shè)計(jì)可以被修改，以提供豐富功能或者實(shí)現(xiàn)特定設(shè)計(jì)目標(biāo)。 這種方案通過允許應(yīng)用內(nèi)核和調(diào)制解調(diào)器內(nèi)核共用內(nèi)存和電源管理芯片來降低系統(tǒng)成本。另外，連接應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器功能所需的邏輯也更少，這也可降低系統(tǒng)成本。 在單芯片中集成應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器還可簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。從硬件角度來看，通過提供原理圖和針對可制造性進(jìn)行優(yōu)化的布局布線文件，使手機(jī)的pcb設(shè)計(jì)變得容易。 從軟件角度來看，這種方案不需要開發(fā)和整合連接操作系統(tǒng)與協(xié)議堆棧的電話軟件層。因?yàn)閼?yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器為固定配對，所以半導(dǎo)體制造商能夠開發(fā)并驗(yàn)證電話軟件以實(shí)現(xiàn)內(nèi)核之間的有效通信。而且，半導(dǎo)體制造商還經(jīng)常對其參考設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)際電話必須通過的相同測試(如全面型號認(rèn)證、互操作性測試、運(yùn)營商現(xiàn)場測試等)。提前完成這些工作可以加快產(chǎn)品上市，然而，這種集成度限制了設(shè)計(jì)工程師搭配和匹配應(yīng)用處理器與不同調(diào)制解調(diào)器的能力。 方案三：調(diào)制解調(diào)器連接到分離的多媒體加速器。這個(gè)方案是在第一種(分離的應(yīng)用處