手機(jī)正在成為集通信、娛樂、定位導(dǎo)航等多種功能于一體的終端設(shè)備，為隨時(shí)隨地實(shí)現(xiàn)通信、通過網(wǎng)絡(luò)下載音頻和視頻內(nèi)容、接收電視節(jié)目，手機(jī)將集成越來越多的RF技術(shù)，例如支持GSM、GPRS、EDGE、HSDPA、CDMA2000、WCMDA、TD-SCDMA等移動(dòng)通信空中接口標(biāo)準(zhǔn)中的兩個(gè)或者多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的雙模/多模手機(jī)，可分別實(shí)現(xiàn)VoIP、定位導(dǎo)航、自動(dòng)費(fèi)用支付、電視節(jié)目接收的Wi-Fi手機(jī)、GPS手機(jī)、RFID手機(jī)、電視手機(jī)。即使是以前強(qiáng)調(diào)基本通話功能的低成本手機(jī)，現(xiàn)在也增加了音樂和拍照功能，并將支持GPRS乃至EDGE技術(shù)。 

    這些采用多種RF技術(shù)的手機(jī)在給消費(fèi)者提供“無線”便利的同時(shí)，也使手機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得愈加復(fù)雜。設(shè)計(jì)工程師不僅要在輕薄短小的手機(jī)里放置更多的天線、RF開關(guān)、功率放大器(PA)、濾波器，還要處理更加嚴(yán)峻的功耗問題，并要面臨如何解決多模手機(jī)的切換和射頻隔離、如何提高手機(jī)GPS功能的接收靈敏度、如何以最佳方式實(shí)現(xiàn)低成本手機(jī)等問題。本文將重點(diǎn)關(guān)注雙模/多模手機(jī)、GPS手機(jī)、Wi-Fi手機(jī)、RFID手機(jī)以及低成本手機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，討論下一代手機(jī)對(duì)操作系統(tǒng)以及用戶界面的新要求，并與大家分享的領(lǐng)先半導(dǎo)體廠商和軟件供應(yīng)商的最新解決方案。 

    無縫切換和射頻隔離是WCDMA/EDGE雙模手機(jī)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵 

    對(duì)于哪種形式的雙?；蛘叨嗄Ｊ謾C(jī)將主導(dǎo)市場(chǎng)的問題，針對(duì)不同地域有不同的答案，但業(yè)界普遍認(rèn)為WCDMA/EDGE有望在未來幾年成為主流?！澳壳白盍餍械碾p模方式是GSM/GPRS和WCDMA，但WCDMA結(jié)合EDGE的方式未來有很大市場(chǎng)，預(yù)計(jì)80%的雙模手機(jī)將采用這種組合方式?！盠SI公司的移動(dòng)業(yè)務(wù)部高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理RomanPolz表示。 

    ADISoftFone-LCR+基帶芯片組包括了數(shù)字和模擬基帶處理功能，以及針對(duì)TD-SCDMA/GPRS雙模手機(jī)的音頻和功率控制。 

    圖1：LSI公司的RomanPolz。 

    安華高(Avago)科技有限公司無線半導(dǎo)體事業(yè)部高級(jí)市場(chǎng)總監(jiān)PhilipGadd也持同樣觀點(diǎn)：“GPRS/EDGE和WCDMA雙模將成為主流，當(dāng)GSM運(yùn)營(yíng)商邁向3G時(shí)，這些手機(jī)已經(jīng)得到廣泛使用?！?nbsp;

    美國(guó)模擬器件公司(ADI)射頻和無線部門的業(yè)務(wù)總監(jiān)DougGrant則認(rèn)為除了WCDMA/EDGE多模外，未來也會(huì)存在一些其他的多模方式，比如在中國(guó)可能出現(xiàn)TD-SCDMA/EDGE的多模手機(jī)，也有些CDMA運(yùn)營(yíng)商會(huì)引入CDMA+EDGE的雙模手機(jī)。 

    圖2：安華高科技的PhilipGadd。 

   既然是多模手機(jī)，實(shí)現(xiàn)不同模式之間的無縫切換就成為最基本的要求。目前大多數(shù)雙模手機(jī)都采用兩套通信系統(tǒng)，用戶通過手動(dòng)切換選擇使用哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這種手動(dòng)切換的優(yōu)勢(shì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)起來比較容易，成本低、用戶可以自由選擇，特別適合兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)都覆蓋良好的地方。自動(dòng)切換是指手機(jī)將根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱在待機(jī)和通話狀態(tài)下自動(dòng)切換至信號(hào)強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的無縫切換和漫游，但這種方法對(duì)手機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的要求都比較高，目前較少采用。不過，ADI通過在SoftFone-LCR+芯片組中支持多模協(xié)議，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA和GPRS之間的自動(dòng)切換，且不需要任何單獨(dú)的基帶處理器。大唐和T3G公司已經(jīng)推出了多模手機(jī)，能實(shí)現(xiàn)T網(wǎng)和G網(wǎng)的無縫切換。 

    “實(shí)際上，不同模式之間的切換是一個(gè)軟件問題。各種標(biāo)準(zhǔn)都定義了相當(dāng)清楚的切換過程，只是要求從芯片制造者到軟件提供者都要執(zhí)行這個(gè)協(xié)議。當(dāng)然，在測(cè)試環(huán)境和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中都去對(duì)參考手機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)試，以確保具有魯棒性的協(xié)同工作能力也是十分必要?！盌ougGrant表示。 

    除了網(wǎng)絡(luò)間切換問題外，雙模/多模手機(jī)設(shè)計(jì)還面臨其它方面的設(shè)計(jì)難題。正如銳迪科微電子的副總裁張亮指出的，由于GSM、CDMA和3G各自使用不同的頻率資源，多模手機(jī)需要2個(gè)或3個(gè)RF電路以對(duì)應(yīng)不同的頻帶，但是射頻電路的集成難度較高，這就要解決如何降低射頻電路間干擾、優(yōu)化共用模塊設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化外圍器件、降低功耗等問題。因此，設(shè)計(jì)工程師必須從架構(gòu)選擇、天線設(shè)計(jì)，以及RF開關(guān)、RF功率放大器(PA)、收發(fā)器、基帶芯片等器件的選擇及布局布線等方面入手來解決這些問題。 

    對(duì)基帶芯片而言，必須確保架構(gòu)足夠靈活，能支持最新的連接技術(shù)和具有足夠強(qiáng)大的處理功能，并避免電池耗電過大。RomanPolz還特別指出：“基帶部分必須支持與不同RF技術(shù)的連接，從而允許手機(jī)制造商能夠自行選擇合適的射頻供應(yīng)商?！?nbsp;

    天線的設(shè)計(jì)和位置對(duì)避免不同模式之間的RF干擾非常重要。支持不同的頻段手機(jī)大都需要單獨(dú)的天線，即使有幾個(gè)天線可以共享，仍需要采用多個(gè)濾波器，以防止一些頻段的信號(hào)發(fā)射對(duì)另一些頻帶上高度靈敏的信號(hào)接收前端造成干擾。  

                                 圖3：ADI公司DougGrant。  

    RF開關(guān)的實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)在于線性、隔離和損耗三者之間的權(quán)衡。此外，構(gòu)建T/R開關(guān)(強(qiáng)調(diào)快速開關(guān)和諧波)和構(gòu)建頻帶選擇開關(guān)(強(qiáng)調(diào)線性，某些情況下隔離度也很關(guān)鍵)兩者之間存在差異，最具挑戰(zhàn)性的一種開關(guān)要同時(shí)支持多頻帶、多模EDGE/WCDMA手機(jī)?！盀榻鉀Q雙模/多模手機(jī)給RF開關(guān)帶來的難題，要求將智能電路設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造工藝巧妙地結(jié)合起來?！盨kyworks公司的大中華區(qū)高級(jí)銷售總監(jiān)VincentWang表示。該公司在集成到其Helios和Intera方案的RF開關(guān)中，采用了一種高線性、低插入損耗的偽形態(tài)高電子遷移率晶體管(pHEMT)射頻開關(guān)工藝，使開關(guān)能以很低的插入損耗切換射頻信號(hào)。 

    多模工作方式對(duì)PA提出了新的要求，因?yàn)椴煌Ｊ綄?duì)PA的功率和線性度有不同要求。目前用于EDGE的PA要求高功率、準(zhǔn)線性，用于WCDMAPA則要求低功率和高線性度。如果使用線性PA，則在高功率、非線性模式下將損失不少效率。如果嘗試調(diào)節(jié)極化PA，則因環(huán)路帶寬不同，使設(shè)計(jì)非常困難。Avago使用一種被稱為CoolPAM的架構(gòu)來優(yōu)化PA的效率，該架構(gòu)能使PA根據(jù)所需輸出功率調(diào)節(jié)傳輸路徑，保持極好的線性及很高的效率。 

    由于目前PA的價(jià)格相對(duì)便宜，如果要使手機(jī)保持小型化，并且電池壽命長(zhǎng)，使用獨(dú)立優(yōu)化的PA似乎是最佳方案。但如果使用多個(gè)PA，成本和尺寸是必須要考慮的問題，因此最佳的途徑是采用高度集成、高效率的解決方案支持所有關(guān)鍵的空中接口和頻段。Skyworks傾向于將PA和RF開關(guān)集成到單個(gè)、緊湊的前端模塊(FEM)中，并與一個(gè)多頻帶收發(fā)器組合，構(gòu)成一個(gè)完整的解決方案。該SKY74210收發(fā)器采用一種創(chuàng)新的軟件配置架構(gòu)，能有效實(shí)現(xiàn)TxEGPRS和WCDMA模式共享。 

    在濾波方面，首先需要考慮手機(jī)是采用時(shí)分雙工(TDD使用T/R開關(guān))還是頻分雙工(FDD需要一個(gè)雙工器)。如果使用多種FDD頻帶，則每一個(gè)頻帶都需要一個(gè)雙工器，這樣前端走線和降低損耗都比較困難。DougGrant認(rèn)為：“在物理層面還是電子層面上保持無線隔離度都是十分重要，濾波器可以起到作用，但更好的方法是采用低輸出噪聲的無線接收裝置，同時(shí)保持用于不同業(yè)務(wù)的天線盡可能遠(yuǎn)?！崩?，AD6551Othello-3CMOS收發(fā)器在發(fā)射機(jī)架構(gòu)上采用了最新的低噪聲架構(gòu)，可節(jié)省聲表面濾波器，而運(yùn)用一個(gè)高動(dòng)態(tài)范圍的接收器前端可省略了接收通路上的射頻聲表面濾波器。  

    靈敏度和低功耗是GPS/Wi-Fi/RFID手機(jī)設(shè)計(jì)的要點(diǎn) 

    根據(jù)In-Stat對(duì)北美移動(dòng)用戶的調(diào)查，高質(zhì)量的地圖和導(dǎo)航服務(wù)是3G用戶最渴望的功能之一。與獨(dú)立的GPS設(shè)備相比，整合GPS功能的手機(jī)提供了更具經(jīng)濟(jì)效益的解決方案。目前很多高端手機(jī)已經(jīng)具備了GPS導(dǎo)航功能，諾基亞甚至還為此收購(gòu)了德國(guó)的定位軟件公司Gate5。 

    “GPS是CDMA手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功能，也正在成為UMTS手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功能，并且GPS正在與主芯片組集成，不再只是增加的模塊?！盇vago的PhilipGadd表示。 

    手機(jī)中實(shí)現(xiàn)GPS可以采用硬件、軟件或者兩者相結(jié)合的辦法。SiRF公司的行銷副總裁KanwarChadha介紹說：“按照和手機(jī)主處理器的依賴程度將其分為四種：1.不依賴主機(jī)的模塊化GPS引擎：位置計(jì)算不依賴主機(jī)；2.依賴主機(jī)的松耦合：一定程度的主機(jī)依賴性；3. 依賴主機(jī)的緊密耦合：極強(qiáng)的主機(jī)依賴性；4. 完全集成的IP解決方案：GPS IP集成到主機(jī)平臺(tái)中。”SiRF針對(duì)每一種方法都有相應(yīng)的解決方案。  

    但恩智浦(NXP)半導(dǎo)體公司的蜂窩系統(tǒng)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理CarstenSchimanke則認(rèn)為結(jié)合了軟硬件方法的智能分區(qū)方案最具成本效益。這種方案將對(duì)需要大量MIPS處理能力和對(duì)時(shí)間要求高的部分交由相關(guān)器這類專門硬件進(jìn)行處理，其它操作則由主機(jī)處理。在純軟件的處理方案中，主芯片要消耗大量的功率和MIPS處理資源，可能與手機(jī)的低功耗和多任務(wù)要求產(chǎn)生矛盾。 

    GPS手機(jī)設(shè)計(jì)最大問題是手機(jī)射頻信號(hào)對(duì)靈敏度要求極高的GPS信號(hào)的干擾。為解決這個(gè)問題，首先要從設(shè)計(jì)能夠耐受其它RF系統(tǒng)干擾的魯棒產(chǎn)品開始。適當(dāng)?shù)貫V波、布局和屏蔽是構(gòu)建一個(gè)魯棒的GPS蜂窩手機(jī)設(shè)計(jì)的極其重要的因素。除了干擾問題，任何GPS系統(tǒng)都面臨提高接收靈敏度，以及實(shí)現(xiàn)在建筑物密集的城市街道以及樓宇中有效接收的問題。CarstenSchimanke指出：“實(shí)現(xiàn)良好的室內(nèi)接收效果的關(guān)鍵是要實(shí)現(xiàn)結(jié)合了優(yōu)異的機(jī)械和電器設(shè)計(jì)的天線，以及與之相關(guān)聯(lián)的具有優(yōu)異靈敏度的GPS接收機(jī)?！?nbsp;

    對(duì)于這些問題，SiRF公司推出了如下解決方案：1.SiRF高性能多模AGPS定位平臺(tái)SiRFLoc可以借助蜂窩手機(jī)或蜂窩手機(jī)網(wǎng)絡(luò)中任何可以獲得的輔助功能來實(shí)現(xiàn)高靈敏度。2.復(fù)雜的GPS信號(hào)處理架構(gòu)和專有算法可以提高在障礙環(huán)境中采集和跟蹤GPS信號(hào)的潛能。3.SiRF的RF前端和信號(hào)處理引擎旨在最大限度地降低實(shí)現(xiàn)損耗和干擾信號(hào)的影響。4. 以上各項(xiàng)再結(jié)合SiFR復(fù)雜的導(dǎo)航算法可使SiRF產(chǎn)品在包括室內(nèi)的各種環(huán)境中實(shí)現(xiàn)魯棒的定位。  

    Wi-Fi也已經(jīng)進(jìn)入到了少量的手機(jī)當(dāng)中，預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)，Wi-Fi手機(jī)可能會(huì)成為一種相當(dāng)普通的手機(jī)，并且可能同時(shí)提供其他一些空中接口，如WiMAX、802.20、802.11a等。但不是所有的地區(qū)都實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通信網(wǎng)和Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)之間的完全切換，而提供網(wǎng)絡(luò)連接功能的運(yùn)營(yíng)商和提供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的供應(yīng)商之間的矛盾也為該應(yīng)用的前景增加了變數(shù)。 

    “切換問題取決于VoWiFi使用的是基于哪種協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，是UMA還是IMS，前者已經(jīng)定義了切換的機(jī)制，而后者的切換方法還在制定過程當(dāng)中?！盉roadcom公司的Wi-Fi電話產(chǎn)品市場(chǎng)總監(jiān)MonikaGupta表示。 

                              圖4：Broadcom公司的MonikaGupta。  

    將Wi-Fi功能整合到在手機(jī)中的其他問題是功耗、尺寸限制和EMI。飛兆半導(dǎo)體公司(Fairchild)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師BrianLaw認(rèn)為精心設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)及其相關(guān)元件對(duì)減少干擾十分重要，因此建議采用定制解決方案。比如，NXP公司也已采用領(lǐng)先的算法和智能化的射頻設(shè)計(jì)，使GPS、BT、Wi-Fi、NFC、UMTS和EDGE等空中接口可以很好地共存于同一個(gè)平臺(tái)上，彼此干擾非常小。而Broadcom公司的BCM4325芯片將藍(lán)牙、FM廣播和802.11a/b/gWi-Fi功能集成在一個(gè)芯片上，尺寸較藍(lán)牙/Wi-Fi分立的解決方案小30%以上，支持IEEEPS、WMM-UAPSD等最新標(biāo)準(zhǔn)，滿足超低功耗的要求。  

    非接觸支付和購(gòu)票(比如用手機(jī)充當(dāng)信用卡)以及服務(wù)驅(qū)動(dòng)型應(yīng)用(比如讀取電影海報(bào)信息)這兩大新應(yīng)用將推動(dòng)RFID手機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展。從技術(shù)角度看，RFID手機(jī)設(shè)計(jì)還面臨降縮小體積、降低功耗、提高互操作性等問題。 

    “手機(jī)是電池供電的設(shè)備，因此其最重要的一個(gè)特性就是需要低功耗。增加RFID功能要盡可能小的影響手機(jī)的電池使用時(shí)間。”WJCommunications公司的全球市場(chǎng)經(jīng)理PrashantUpreti表示，“RFID手機(jī)的另外一個(gè)必須特性是RFID閱讀器要被縮小進(jìn)一個(gè)芯片即RFID閱讀器IC中，以縮小體積，第三個(gè)重要的特性是簡(jiǎn)化用戶界面以便于使用?！盬JCommunications公司已推出業(yè)界第一個(gè)多協(xié)議UHF RFID閱讀器IC，該公司已經(jīng)和SK電信公司合作在移動(dòng)電話里提供RFID功能。  

                          圖5：WJCommunications公司的PrashantUpreti。 

    復(fù)旦微電子的技術(shù)總監(jiān)李蔚進(jìn)一步解釋道：“RFID手機(jī)應(yīng)該支持掉電模式，即手機(jī)電池沒電時(shí)，仍可以作為卡片進(jìn)行刷卡操作，這要求RFID器件必須在天線感應(yīng)的能量下繼續(xù)工作，這對(duì)芯片提出了低功耗設(shè)計(jì)要求。此外，不同的RFID供應(yīng)商在保持天線規(guī)格、諧振頻率、通信靈敏度和抗干擾性的一致性方面存在困難，很容易出現(xiàn)RFID在場(chǎng)區(qū)發(fā)生死區(qū)現(xiàn)象甚至無法讀寫操作，因此互操作性將是RFID手機(jī)推廣的核心技術(shù)難點(diǎn)?！?nbsp;

    實(shí)際上，除了技術(shù)難題，RFID手機(jī)商務(wù)模式的實(shí)現(xiàn)可能更加困難。面對(duì)缺乏成熟的商務(wù)模式對(duì)RFID應(yīng)用造成的困擾，復(fù)旦微電子開發(fā)了智能移動(dòng)應(yīng)用平臺(tái)(SMAP)，該方案針對(duì)面向移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)增值服務(wù)應(yīng)用和面向行業(yè)應(yīng)用運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，分別提出解決方案，有效保障了不同運(yùn)營(yíng)商的利益。 

    低成本手機(jī)應(yīng)采用誰家的方案？ 

    以往的低成本手機(jī)往往只具備簡(jiǎn)單的話音功能和文字短消息功能，現(xiàn)在越來越多的低成本手機(jī)也具備了MP3、拍照、藍(lán)牙等功能。LSI的RomanPolz表示：“超低成本產(chǎn)品(ULC)只能提供基本的電話功能。ULC級(jí)以上的產(chǎn)品功能逐漸增多，包括彩色顯示屏、GPRS數(shù)據(jù)功能等。高于ULC級(jí)的入門級(jí)產(chǎn)品可以獲得更強(qiáng)的通信功能，支持GPRS乃至EDGE，而且現(xiàn)在還增加了音樂和拍照功能?！?nbsp;

    那么通過什么樣的方式才可以不斷地推出滿足市場(chǎng)要求的低成本手機(jī)呢？Polz認(rèn)為：“就一系列既定的功能而言，可以通過對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)領(lǐng)域進(jìn)行平臺(tái)優(yōu)化來確保手機(jī)價(jià)位易于接受。性能過高會(huì)使解決方案過于昂貴，而性能太低又會(huì)降低手機(jī)的級(jí)別，這兩種情況都會(huì)造成性價(jià)比的不匹配?！盇DI的DougGrant則認(rèn)為：“通過新的基帶處理器獲得更多的功能，從而省略不再需要的協(xié)處理器，中端和低成本手機(jī)將能夠以較低的成本增加功能?！?nbsp;

    事實(shí)上，實(shí)現(xiàn)高性能的低成本手機(jī)不外乎三種辦法。第一種方法是通過使用針對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)進(jìn)行了優(yōu)化的平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)低成本手機(jī)設(shè)計(jì)，做到“好鋼用在刀刃上”，不閑置任何處理器資源，比如LSI的HPU平臺(tái)針對(duì)WCDMA和EDGE市場(chǎng)進(jìn)行了精心優(yōu)化，能以極低成本實(shí)現(xiàn)多模調(diào)制解調(diào)器功能。第二種方法是使用將射頻和基帶進(jìn)行集成的單芯片方案，比如英飛凌科技有限公司(Infineon)的第二代ULC單芯片解決方案集成了數(shù)字、模擬基帶、射頻、電源管理、SRAM等，完整的手機(jī)模塊僅需50顆外圍器件。第三種方法是優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，在基帶中集成更多的功能，省去不必要的協(xié)處理器，比如ADI公司的AD6721"Atlas-2H"GPRS基帶處理器就具有足夠的處理速度，以便能用軟件方式，以較低成本處理VGA攝像頭和MP3音頻回放。而在低成本手機(jī)方面，德州儀器(TI)有集成了基帶加射頻的LoCosto方案、集成了基帶加應(yīng)用處理器的OMAP-Vox方案、集成了基帶加射頻加應(yīng)用處理器的eCosto平臺(tái)提供。 

    目前很多供應(yīng)商都提供完整的解決方案，但英飛凌公司認(rèn)為方案的靈活性對(duì)低成本手機(jī)也極為重要。方案的完整性能保證客戶的研發(fā)成本低、上市時(shí)間短，而靈活性則以便于客戶開發(fā)個(gè)性化功能，提供附加值給最終用戶。 

    在設(shè)計(jì)低成本手機(jī)時(shí)，設(shè)計(jì)工程師必須確保盡可能多的軟件和硬件開發(fā)可以被再次使用。如果由于集成度和成本的原因而犧牲靈活性，將導(dǎo)致為某一款低成本手機(jī)進(jìn)行的開發(fā)幾乎不可能被用于不同價(jià)位點(diǎn)上的其它型號(hào)上，從而造成設(shè)計(jì)上的浪費(fèi)。因此在低成本手機(jī)設(shè)計(jì)上選擇具有延續(xù)性和復(fù)用性的架構(gòu)非常重要。 

    另外，魯棒的射頻和功耗性能也是低成本手機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，因?yàn)榈统杀臼謾C(jī)的消費(fèi)者最看重的依然是高質(zhì)量的通話功能和優(yōu)異的射頻與功耗特性?？梢圆捎枚髦瞧职雽?dǎo)體等公司經(jīng)過優(yōu)化的芯片來實(shí)現(xiàn)這些性能，如Nexperia蜂窩系統(tǒng)解決方案5000系列，以及特別適合入門級(jí)手機(jī)的AeroFONE單芯片方案等。 

    此外，設(shè)計(jì)工程師還應(yīng)注意保持產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)各個(gè)環(huán)節(jié)的低成本，而不僅僅是單機(jī)的低成本。恩智浦半導(dǎo)體的相關(guān)人員就表示：“最合適的低成本手機(jī)方案應(yīng)該是最成熟和最穩(wěn)定的，因?yàn)楫a(chǎn)品的成本不單單取決于硬件成本，更取決于產(chǎn)品生命周期內(nèi)的整體成本。” 

    下一代手機(jī)的操作系統(tǒng)需要支持多核 

    越來越多的應(yīng)用對(duì)手機(jī)的操作系統(tǒng)和軟件開發(fā)平臺(tái)提出了更高的要求，這體現(xiàn)在操作系統(tǒng)及其開發(fā)平臺(tái)需要支持復(fù)雜的上層應(yīng)用和常見的多處理器系統(tǒng)，應(yīng)具備以下特性：1.可以幫助實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的功能特性；2.滿足3G手機(jī)對(duì)非常復(fù)雜的上層應(yīng)用的支持；3.對(duì)多處理器系統(tǒng)的支持；4. 具有優(yōu)良的電源管理功能。5. 支持靈活的用戶界面。  

    “由于3G的出現(xiàn)，智能手機(jī)代表了移動(dòng)設(shè)備的未來。軟件將一直在智能手機(jī)技術(shù)開發(fā)中發(fā)揮關(guān)鍵作用，因?yàn)橹挥型ㄟ^軟件才能實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的功能和特性?！蔽④浺苿?dòng)通信事業(yè)部亞太及大中國(guó)區(qū)主任產(chǎn)品經(jīng)理宋煒柯表示。該公司W(wǎng)indowsMobile是一個(gè)完美的、功能強(qiáng)大的平臺(tái)，它不僅在智能手機(jī)中實(shí)現(xiàn)了PC的功能與特性，還提供了一整套工具和一致、靈活、強(qiáng)大的開發(fā)環(huán)境，從而幫助在各種設(shè)備上開發(fā)創(chuàng)新的應(yīng)用與服務(wù)。 

    3G手機(jī)必須支持非常復(fù)雜的上層應(yīng)用，如高速數(shù)據(jù)下載、手機(jī)電視等。針對(duì)這些要求，Enea(中國(guó))資深技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理張永軍表示：“這要求操作系統(tǒng)平臺(tái)不僅要可靠、容易使用，還要具備良好的電源管理機(jī)制、完善的調(diào)電保護(hù)機(jī)制、支持空中下載(OTA)等，同時(shí)要非常容易地和第三方的上層應(yīng)用軟件集成。另外，隨著手機(jī)中多CPU/DSP的增加，對(duì)多核系統(tǒng)的支持也成為必然?！?nbsp;

    Enea公司OSE的內(nèi)核可以同時(shí)支持ARM和DSP，兩個(gè)版本的API幾乎一樣，從而使ARM上的代碼和DSP上的代碼可以非常容易地相互移植。OSE支持分布式系統(tǒng)的模塊LINX使用戶非常容易地對(duì)多核系統(tǒng)進(jìn)行編程，如同在一個(gè)CPU里編程一樣。針對(duì)智能手機(jī)的應(yīng)用，該公司還推出了單CPU方案：即1個(gè)ARM內(nèi)核同時(shí)運(yùn)行OSE和Linux兩個(gè)操作系統(tǒng)，其中協(xié)議棧等對(duì)實(shí)時(shí)性能要求高的部分運(yùn)行在OSERTOS上，其它的對(duì)實(shí)時(shí)性能要求不高的應(yīng)用運(yùn)行在Linux上，這樣即解決了Linux的GPL問題(如果協(xié)議棧直接運(yùn)行在Linux內(nèi)核上，GPL要求公開協(xié)議棧)，又使客戶節(jié)省了1個(gè)內(nèi)核或芯片，大大降低了成本。

                               圖6：奇趣科技的BenoitSchillings。 

    多核技術(shù)可以提供更高的處理器性能、更有效的電源利用率，并且占用更少的物理空間，因而具有許多單核處理器無法具備的優(yōu)勢(shì)。但多核與多處理技術(shù)的引入為系統(tǒng)調(diào)試帶來了許多新的挑戰(zhàn)，因?yàn)橄到y(tǒng)復(fù)雜度不斷增加，要通過優(yōu)化硬件和軟件來充分發(fā)揮其中的性能潛力，難度就更大了。 

    “為充分發(fā)揮多核以及多處理解決方案的潛能，僅僅依靠強(qiáng)有力的芯片是不夠的，還需要采用新的編程方法和調(diào)試工具，確保軟件和硬件開發(fā)人員在完整的多核系統(tǒng)環(huán)境中展開調(diào)試工作，同時(shí)對(duì)‘編譯—編輯—調(diào)試’的流程進(jìn)行優(yōu)化。”風(fēng)河系統(tǒng)公司中國(guó)區(qū)總經(jīng)理韓青說。該公司的JTAG解決方案，即WorkbenchOn-ChipDebugging，是以集中化的方式來實(shí)現(xiàn)多核和多處理的調(diào)試功能，這個(gè)解決方案可以在單一掃描鏈(ScanChain)中同時(shí)調(diào)試多達(dá)8個(gè)內(nèi)核。  

    當(dāng)選擇平臺(tái)設(shè)計(jì)操作系統(tǒng)時(shí)，必須要考慮平臺(tái)的可移植性和靈活性。奇趣科技的Qtopia支持ARM、SH、MIPS和其他硬件架構(gòu)，只需要很少的資源便可使Qtopia運(yùn)行于新的硬件平臺(tái)上。如果平臺(tái)足夠靈活，還可以方便地替換掉不具競(jìng)爭(zhēng)力的應(yīng)用，以更好滿足客戶需求，降低開發(fā)成本和生產(chǎn)成本。 

    “為滿足不同運(yùn)營(yíng)商需求以及進(jìn)行客戶細(xì)分，支持靈活的用戶界面(UI)的解決方案非常重要。”奇趣科技的首席技術(shù)官BenoitSchillings表示。用戶可能要求在一天內(nèi)有不同的用戶界面，比如工作時(shí)間一個(gè)用戶界面，工作外時(shí)間是另外一個(gè)用戶界面，因此運(yùn)營(yíng)商和手機(jī)銷售商要求一個(gè)開放、靈活、易用、易開發(fā)的軟件平臺(tái)。具有本地瀏覽器引擎，從而使用戶界面、應(yīng)用和服務(wù)成為手機(jī)的一部分，將成為基本需求。