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想请教下智能手机系统架构的发展情况

夜半8572021-01-11

想请教下智能手机系统架构的发展情况

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beijia964

随着手机的发展，其应用功能不断翻新，这对手机处理器的要求越来越高。现在市场上智能手机的应用处理器主频已经达到了几百MHz，然而人们对智能手机应用功能翻新速度的要求要远远快于手机应用处理器的发展速度，这就势必引起智能手机处理器架构的革新，传统的架构已经渐渐地失去它的优势。
(1)单一内核处理器系统架构
既处理通信协议又实现应用功能的单一高性能内核处理器的手机架构受制于功耗方面的挑战和所需软件复杂性带来的一系列问题。
采用这种单一内核芯片系统架构的手机，若要增加新的通信功能或新应用功能，需要升级基带芯片以获得更强的CPU能力，并在基带芯片上编写和执行新应用程序。基带部分的代码要移植到新的芯片中，现有的功能需要重新验证。此外，对这种单芯片架构来说，程序代码的规模将非常大而且很复杂。若升级到一个更高性能的内核意味着必须重新编写和测试代码，从而使开发过程大大延长，增加开发成本。软件是手机开发主要的耗时因素，软件开发和测试对手机供应商来说是个关键问题。使尽可能多的代码得到复用，定制和修改工作对系统其它部分的影响要尽可能的少，这两点至关重要。
(2)基带处理器+应用处理器系统架构
基带处理器+应用处理器的系统架构把基带处理器工作和应用处理器工作分开。基带处理器实现目前手机所做的呼叫/接听等基本的电话功能，应用处理器专用于处理高负荷的多媒体应用，二者之间的通信靠消息传递实现。该架构消除了由新应用的软件缺陷引起基带处理器失效的风险。曾经占用过多CPU资源的多媒体功能应用程序可以在应用处理器上执行，现有手机上的大部分代码和电路只需稍加修改就可重复使用，因而开发者可以将精力集中于开发新的应用程序，其应用程序只需在应用处理器上开发和调试。
基带处理器+应用处理器的系统架构在短期内是可行的，但它们会显著增加功耗，而且物料成本也会增加。
(3)多处理器内核系统架构
采用多个不同处理器内核的手机架构一般是将两个不同的处理器内核集成在单一芯片上，一个主要用来处理通信功能，另一个主要用来处理多媒体应用。例如：杰尔系统公司的Vision手机架构将一个专用的通信引擎与一个独立的应用处理器结合在单一芯片上。有的芯片不仅集成了多个处理器内核，还集成了针对专门应用功能的硬件加速器。如TI的Omap1611芯片集成了一个ARM926处理器、一个TI 55x DSP，还集成了一组视频、Java和安全专用硬件加速器。该架构既能扩展应用性能又能适应通信技术的变化;将所有的处理和外设功能集成在单一芯片上，可降低手机软、硬件设计的复杂性，而且可大大降低手机的功耗，减少所需物料从而降低制造成本和硬件测试成本。
这种可合成、可伸缩内核的处理器架构现在可以使整个系统提供最佳的性能表现，而且在将来也可满足广泛的设计需求并保持软件的兼容性。随着集成技术的发展和处理器成本的下降，这种架构必将成为一种趋势。

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2021-01-11

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