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解析手机设计平台的今天与明天

作者:  时间:2009-03-01 20:21  来源:52RD手机研发

管“手机设计平台”已经成为了一个被技术供应商广泛使用的词汇,但直到今天,对它仍然缺乏一个准确的定义。从这一点我们也不难看出,这是一个需要在实践中不断完善的概念,而对于诸多厂商来讲,也只有在不断地完善中才可能蕴涵着发展的机会。
  所谓平台
  不过通过对目前市场上活跃的手机设计资源提供商的观察,我们还是可以在“手机设计平台”的理解上梳理出一些脉络。我们至少可以从三个层面上理解这种平台的含义。
  首先,作为一个手机平台,它需要至少一个核心处理器。这个“核心”在以语音通信为主的时代,指的是数字基带处理器,而随着多媒体手机时代的到来,越来越多的多媒体处理功能需要由一个独立于基带处理器、专门的应用处理器来完成。正是由于应用处理器可以为手机带来形成“增值”应用的功能,因此我们可以看到,今天手机设计平台版本的演进,很大程度上取决于应用处理器的进步。所以那些宣称自己能够提供手机开发平台的厂商,至少应该有能力提供数字基带处理器或者应用处理器中的一种。当然,有实力的大厂商会选择二者“通吃”;而那些只能够提供数字基带处理器的厂商,将会在市场上感到越来越“不好意思”,因为单一处理器架构所能够提供的功能提升空间毕竟太有限了。
  核心处理器是一个手机平台立足的基本点,但要使平台完整,平台供应商还需要有能力提供外围软硬件资源。这种资源的多寡,很大程度上就取决于各个供应商既往的技术积累了。但各厂商在宣传自己平台时,为了突出自身的优势,在外围资源的介绍上总是难免“以偏盖全”,这就需要设计者慧眼识真的能力了。但有一个事实可以为设计者在做出决策前提供参考——能够提供比较全面外围方案的半导体公司,一般对系统整体会有更多的考虑,这种经验是可以反过来影响其基础核心部分的改进的,而与一个“有系统设计概念”的半导体供应商打交道,是一件比较幸运的事情。
  而作为对手机设计平台的一个更深层次的要求就是,作为一个“平台”,它还应该具有良好的可扩展性和可升级性,这会给用户实现产品的差异化带来便利。因此,从这个意义上讲,拥有核心处理器的供应商就可以宣称它拥有一个“平台”,但如果在可扩展性和可升级性上缺乏深入的考虑的话,这也许并算不上是一个完整意义上的平台。
  功能集成
  前面也提到,多媒体功能已经成为目前手机设计平台最大的卖点。2D/3D加速、JAVA加速、流媒体播放、百万级像素照相机支持、移动游戏……这些几乎都成为了形容今天高端应用处理器的标准词汇。人们正在尝试着将在PC和传统消费电子领域的体验移植到手机上来,让他们随着手机一起“移动”起来。而对功能要求的增加,直接导致了手机平台中各元素集成度的增加。
  今天的手机架构正在变得越来越复杂。以前的单处理器架构,逐渐被“基带+应用”的双处理器架构所取代;而同时处理器内部,也存在采用单核和多核的不同方案选择;此外,是否将所有芯核集成在一个单芯片中,也是各平台商考虑的问题。目前在诸多平台架构中采用“两片三核”的方案(基带芯片由ARM7+DSP核组成,应用处理器中包含一个RISC核)最多。在此基础上也演化出了TI的“两片四核”架构,即在媒体处理器中添加一个DSP核应付多媒体处理。同时另一种“单片三核”的架构(在一颗芯片中集成基带处理器的双核以及应用独立器的单核)也在一些体积敏感型的方案中应用。
  然而,如果我们仔细观察,会发现平台商走过的“功能集成”的升级之路,并非是最合理的,因为原先的基础平台总是在被动地应对每一个新功能的增加。我们必须承认,技术界很多时候对未来的应用走向是缺乏预见性的,因此这种“补丁”式的升级之路走到一定地步,难免捉襟见肘,这时创新性的“质变”就在孕育中了。
  资源分割
  创新与升级显然不是一个概念,升级象搭积木,变化的只是积木块的大小或颜色,而创新需要的是“推倒重来”的精神。具体到手机设计平台,随着功能集成度的增加,设计界需要的是一种新的架构,需要的是根据功能要求对系统资源进行重新的分割与安排,去更加高效地支持日益增加的功能需求,以优化系统整体的性能。
  我还无法预见这样的架构创新何时能够到来,但是今天我们已经看到了有人开始对传统的平台架构提出质疑,开始进行“自我否定”。这无疑是创新的前奏。
  纵观现有的手机平台技术,给笔者留下比较深刻印象的有三个建立在“否定”基础上的方案。
  第一个是意法半导体的Nomadik多媒体应用处理器,为了实现更高的多媒体处理速度,它没有简单地采用“引进一个DSP核”的方案,而是将本应该由单一的功能强大的DSP核完成的功能分散给若干个分布在各功能区域的基于“性能有限”的DSP(ST的 MMDSP+核)的“智能加速器”完成,这样在很大程度上缓解了作为主处理器的ARM核心的压力,也带来了功耗和性价比上的优化。
  第二个是来自于杰尔系统的Vision平台架构。表面上看,Vision与其他的“单片三核”架构没有什么区别,但不同的是杰尔系统对于不同处理器核心的职能进行了更加合理的划分,同时通过开发工具进行抽象,使各个处理器对于开发者来说在逻辑上也是“各司其职”,这使开发者可以更加大胆地对于分立的功能区进行改良升级,而不用担心影响整个架构。
  第三个“否定”后的创新正在进行中,但应该是非常值得期待的,这就是飞思卡尔的下一代MXC(Mobile Extreme Convergence)手机架构。它采用了一个非常简捷的单片双核架构:208MHz的StarCore DSP内核处理2.5G/2.75G/3G所有信令协议层LI、L3和L3(以前基带中DSP大多只处理L1),以及高级音频功能;400MHz的ARM1136内核提供应用处理器的功能。这是一种更为清晰的功能分割,也是对以往诸多平台架构的否定。这种架构的诱人之处就是:简捷,既能最大限度地实现系统资源共享,也省去了多处理器核之间的通信开销。
  当然,架构的创新带来的不全是好消息,这往往也意味着技术提供商将不得不去承担被替代技术的沉没成本。但进步总是令人兴奋的,重新对手机架构资源进行分割与组合很可能会成为手机一个新技术时代的起点。
 

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