由于出現(xiàn)了如此規(guī)模有待開拓的市場，設(shè)備制造商不斷尋找能夠以合理價(jià)格為目標(biāo)市場提供新一代“殺手”級(jí)設(shè)備的半導(dǎo)體解決方案。供應(yīng)商使用能夠充分滿足消費(fèi)者對處理、功耗以及連接等設(shè)備期望的芯片積極響應(yīng)這一需求。移動(dòng)設(shè)備的電路板上密布著這些微小的奇跡，它們是消費(fèi)者心儀設(shè)備中的大腦，每個(gè)芯片的設(shè)計(jì)都具有獨(dú)特目的。下面我們探討推動(dòng)當(dāng)前及未來移動(dòng)芯片設(shè)計(jì)發(fā)展的幾大趨勢。
趨勢一：采用分立式處理器實(shí)現(xiàn)真正的差異化
在移動(dòng)市場上沒有“一體化”解決方案，每個(gè)用戶都希望獲得可滿足其個(gè)人需求的設(shè)備。真正的移動(dòng)設(shè)備差異化取決于運(yùn)行在應(yīng)用處理器上的軟件，其可定義最終產(chǎn)品。應(yīng)用處理器與調(diào)制解調(diào)器可密切配合，共同實(shí)現(xiàn)精彩的用戶體驗(yàn)、功能與應(yīng)用。調(diào)制解調(diào)器可從天線接收信號(hào)和／或數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可用的格式，然后發(fā)送至應(yīng)用處理器。應(yīng)用處理器有助于實(shí)現(xiàn)最終用戶體驗(yàn)，將調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)用作實(shí)現(xiàn)諸如高清 1080p 視頻解碼、用戶界面圖形渲染以及堪比 PC 的因特網(wǎng)瀏覽等各種體驗(yàn)所需的數(shù)據(jù)。調(diào)制解調(diào)器與應(yīng)用處理器分別處于不同芯片上的分立式應(yīng)用處理器解決方案可幫助移動(dòng)設(shè)備制造商快速高效地?cái)U(kuò)展軟件，實(shí)現(xiàn)可充分滿足各種市場需要的獨(dú)特功能。相比之下，將調(diào)制解調(diào)器與應(yīng)用處理器整合在統(tǒng)一封裝中的集成解決方案往往需要在創(chuàng)新和上市時(shí)間方面做出妥協(xié)和犧牲。
將調(diào)制解調(diào)器和應(yīng)用處理器功能分開的原因有很多，包括各代調(diào)制解調(diào)器與應(yīng)用處理器之間的技術(shù)發(fā)展速度與上市進(jìn)程。由于處理器設(shè)計(jì)與移動(dòng)設(shè)備 PCB 設(shè)計(jì)已變得更加便捷，目前分立式應(yīng)用處理器的上市時(shí)間比集成調(diào)制解調(diào)器／應(yīng)用處理器設(shè)計(jì)方案的上市時(shí)間要快 6 至 12 個(gè)月。實(shí)際上，與集成解決方案相比，獨(dú)立“瘦調(diào)制解調(diào)器”可以更加便捷的加速創(chuàng)新產(chǎn)品上市進(jìn)程。此外，由于創(chuàng)新的速度之間也存在著巨大差異，故使用獨(dú)立解決方案能夠更高效地在不同版本之間轉(zhuǎn)換。
除了時(shí)間上的差異外，分立式應(yīng)用處理器還具有開發(fā)與設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢。例如，分立式處理器可實(shí)現(xiàn)開源社區(qū)，為設(shè)備制造商帶來協(xié)作軟件開發(fā)的優(yōu)勢。此外，它們還可進(jìn)一步改進(jìn)語音路徑，實(shí)現(xiàn)最新特性與更高的語音質(zhì)量。
趨勢二：高級(jí)處理器功能成為最新現(xiàn)實(shí)
應(yīng)用處理器既可確保眼下更快、更具創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)，又能支持未來的擴(kuò)展投資。此外，它們還代表著整個(gè)移動(dòng)產(chǎn)品領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢：讓每款產(chǎn)品都成為低功耗與高性能的完美結(jié)合，而不是舍此逐彼。簡而言之，移動(dòng)設(shè)備如果電池容易耗盡，重量／尺寸與電池尺寸存在嚴(yán)重沖突，就不是好產(chǎn)品。同樣，產(chǎn)品差異化要求在產(chǎn)品系列中預(yù)留充足的性能空間。將分立式應(yīng)用處理器用作設(shè)計(jì)核心，制造商可高度靈活地滿足各類產(chǎn)品的功耗與性能需求。
功耗與性能的最佳平衡不斷掀起便攜式體驗(yàn)的變革，而新一代應(yīng)用處理器將很快實(shí)現(xiàn)諸如非接觸手勢、3D 高清視頻以及影像等特性。人機(jī)互動(dòng) (HDI) 帶來的全新移動(dòng)操作還將徹底改變消費(fèi)者與設(shè)備以及與外部世界的連接方式。HDI 是一系列能夠以自然直觀的方式改進(jìn)人與移動(dòng)設(shè)備互動(dòng)途徑的技術(shù)。比如，標(biāo)準(zhǔn) 2D 攝像機(jī)將跟蹤和識(shí)別設(shè)備上的身體動(dòng)作與手勢，通過手勢將觸摸指令轉(zhuǎn)換為非接觸互動(dòng)。
憑借強(qiáng)大的處理能力，立體視頻與影像的增強(qiáng)功能還將改變我們采集和觀賞內(nèi)容的方式。日常 2D 影像將轉(zhuǎn)換為互動(dòng) 3D 高清記憶。通過將移動(dòng)內(nèi)容投影在任何平面之上，信息共享將從一對一體驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粚Χ囿w驗(yàn)，而傳統(tǒng)電話將通過面部、標(biāo)識(shí)以及物體識(shí)別轉(zhuǎn)變成為數(shù)據(jù)中心。未來的應(yīng)用處理器能夠?qū)⑦@些功能從單純的設(shè)計(jì)構(gòu)想轉(zhuǎn)換成為真實(shí)體驗(yàn)，改變用戶“移動(dòng)”生活的方式。
趨勢三：整合連接技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對外界的強(qiáng)大連接性能
與消費(fèi)者所要求的低功耗、高性能類似，移動(dòng)設(shè)備的連接功能也正在成為熱點(diǎn)。藍(lán)牙、GPS、FM 無線電以及移動(dòng)無線局域網(wǎng)技術(shù)可提供更豐富的信息以及更廣泛的連接，從而提高移動(dòng)設(shè)備的實(shí)用性。與應(yīng)用處理器一樣，這些連接技術(shù)必須在不縮短電池使用壽命，降低蜂窩服務(wù)質(zhì)量或不降低性能的同時(shí)，以合理的價(jià)格提供穩(wěn)健的功能。
但是在移動(dòng)世界的另一方面，連接技術(shù)的分立式方法不能與分立式應(yīng)用處理器的分立式方法相提并論。實(shí)際上，將一項(xiàng)或多項(xiàng)移動(dòng)無線電技術(shù)集成在統(tǒng)一芯片上的整合連接解決方案可在滿足消費(fèi)者和制造商需求方面繼續(xù)體現(xiàn)其價(jià)值。多無線電整合解決方案不但可節(jié)省空間，最大限度地降低功耗，而且還可精簡手機(jī)的材料清單，從而可節(jié)省系統(tǒng)成本，簡化制造工藝。當(dāng)前的整合解決方案可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的連接性能，而新一代芯片可將多達(dá)4 項(xiàng)技術(shù)融合在統(tǒng)一裸片上，進(jìn)一步提高功能性。采用多個(gè)連接點(diǎn)，多任務(wù)處理，共享與整體通信都可達(dá)到全新高度。
在整合解決方案的設(shè)計(jì)中，還使用到各種功耗降低特性，包括提供通信流管理的完整處理器，能夠根據(jù)相應(yīng)連接技術(shù)處理整個(gè)通信負(fù)載。除了在需要與較大型系統(tǒng)通信時(shí)，這些器件可在無需主機(jī)處理器干預(yù)的情況下工作。因此，在整合解決方案處理通信任務(wù)時(shí)，手機(jī)主機(jī)處理器及其它功能可進(jìn)入低功耗模式，從而可節(jié)省電源，延長兩次充電之間的電池使用壽命。
雖然整合解決方案有極高的價(jià)值，但它的發(fā)展歷程對半導(dǎo)體工程師而言并非一帆風(fēng)順。藍(lán)牙、GPS、WLAN 以及 FM 解決方案都要求不同的傳輸及接收技術(shù)。將一個(gè)或多個(gè)這些功能添加到器件中，需要收集來自乘法 RF 功能的并行通信。不同 RF 技術(shù)之間的信號(hào)干擾，尤其是都使用 2.4GHz 頻帶的藍(lán)牙及 WLAN 技術(shù)，可能也會(huì)導(dǎo)致用戶使用困難，降低呼叫可靠性，甚至出現(xiàn)掉線等。出于對這些因素和其它因素的考慮，提供商創(chuàng)建可使多種通信任務(wù)的 RF 連接能夠在統(tǒng)一硅芯片上成功運(yùn)行的器件時(shí)面臨著諸多難題。在不同技術(shù)間共享相同的天線加劇了這些沖突，提升了對增強(qiáng)型設(shè)計(jì)的需求。
移動(dòng)新篇章已經(jīng)揭幕
幾年前，提到“移動(dòng)”，就讓人想起手機(jī)或者智能手機(jī)。今天，“移動(dòng)”技術(shù)已經(jīng)觸及大量產(chǎn)品，而這些產(chǎn)品通常以某種形式在使用著這些應(yīng)用處理器和連接技術(shù)。在新興市場中，高靈活設(shè)計(jì)的重要性日漸凸顯，而通過將相同技術(shù)重復(fù)用于新市場的方法，也最大程度地滿足了對多功能性的需求。以新興電子書產(chǎn)品為例。制造商通過平臺(tái)級(jí)集成重復(fù)使用移動(dòng)技術(shù)及軟件來構(gòu)建這一全新領(lǐng)域。
目前這一代電子書使用基于 ARM7 或 ARM9 的、相對較小的處理器，這兩款處理器正在被基于 ARM Cortex-A8 的處理器取代。新一代電子書需要采用 ARM Cortex-A8 處理器，消費(fèi)者需要更多特性、更理想的閱讀體驗(yàn)（如更快地翻頁等）、更大的屏幕（12 英寸及以上）以及更高的性能（更快的 PDF 文檔打開與查閱）。同樣，在“不久”的將來，ARM 雙通道 Cortex-A9 SMP 處理器就會(huì)進(jìn)入電子書領(lǐng)域，其不但支持更大的彩色電子紙張／彩色 TFT LCD 顯示屏，而且還可實(shí)現(xiàn)高度互動(dòng)、特性豐富的電子書內(nèi)容，包括嵌入式 3D 動(dòng)畫和 720p/1080p 高清視頻。Cortex-A8 與 Cortex-A9 處理器是移動(dòng)行業(yè)的常青樹，可為那些正在尋找實(shí)現(xiàn)電子書設(shè)計(jì)更便捷途徑的制造商開辟出一條坦蕩通途。前代移動(dòng)處理器及連接技術(shù)的衍生產(chǎn)品可大幅降低電子書的制造成本，而經(jīng)驗(yàn)豐富的移動(dòng)廠商的全面優(yōu)化型解決方案則是走向成功的重要工具。
憑借分立式應(yīng)用處理器、高穩(wěn)健連接選項(xiàng)以及電源管理技術(shù)等實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大性能，我們正在翻開電子書產(chǎn)品的新篇章，同時(shí)翻開的還有其它尚處于構(gòu)想階段的移動(dòng)設(shè)備的新篇章。有堅(jiān)實(shí)的移動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ)，有熱情四溢的消費(fèi)者，它們必將擁有燦爛輝煌的明天。
燦爛輝煌的明天
設(shè)計(jì)從功能手機(jī)到智能手機(jī)以及電子書的移動(dòng)設(shè)備時(shí)，需要深入理解用戶期望與體驗(yàn)。在希望移動(dòng)設(shè)備支持的應(yīng)用類型方面，消費(fèi)者的要求正在日益提升。因此，能夠便捷更新產(chǎn)品，滿足更高的期望，就是邁向成功的關(guān)鍵所在。
移動(dòng)設(shè)備電路板上布滿微小的芯片，這些芯片發(fā)揮著大腦中樞的，而且每個(gè)芯片都有獨(dú)到的設(shè)計(jì)目的。包括分立式應(yīng)用處理器與整合連接解決方案在內(nèi)的重要組件可使移動(dòng)設(shè)備的各個(gè)部分協(xié)調(diào)運(yùn)行。成功實(shí)施未來設(shè)計(jì)，將需要高級(jí)硅芯片與無線技術(shù)。只有優(yōu)中選優(yōu)，才能繼續(xù)構(gòu)建甚至更高個(gè)人體驗(yàn)以及外部世界連接性……。移動(dòng)技術(shù)將在未來數(shù)代人中擁有美好的前景！
《電子工程專輯》
