多功能融合催生手机新架构

    如果你自认为对自己的手机不是完全了解的话，请打开你的手机说明书，仔细审视一下你最贴身的伙伴都具有哪些功能。也许你会吃惊的发现原来自己的手机在不知不觉间已经成为一个娱乐终端。没错，伴随着消费者对便携应用的要求，当今的手机早已成为一个电子应用杀手，几乎囊括了所有微型电子设备所支持的功能，下面这张图非常形象的说明了手机早已经成为娱乐终端的不二选择。 
  
    可以肯定地是，应用的不断融合到手机中并没有增加手机的尺寸(除非是为了适应大屏幕尺寸的需求)，而这一切都应该感谢芯片工艺的不断进步。可是，仅仅依靠芯片的发展还远远不能解决这些，毕竟新功能的融合速度实在太过迅速，而将这些功能融合到手机中，更多的是给手机设计业带来了巨大挑战。如何能够保持手机原有面积、丰富功能，同时还要保持手机的差异化功能和减少耗电等，这些都是目前面临的挑战。在功能合一的方面，遇到的挑战是手机如何在传送媒体时，这些处理器能支持这些媒体传送的要求。根据客户的反应和市场调查，可以发现现在手机的功能越来越丰富，这样使手机芯片中的基带处理器等很难支持这样的功能，已经几乎达到了极限。

 
    双核，没错！多加一个应用处理器帮助基带处理器处理目前媒体传输所带来的巨大要求是最简单的解决办法，事实上先在的手机设计也的确遵循着这个思路。采取双处理器的架构，带来很多的优势和好处，比如双处理器各司其职，能够更好的保障通信需求和其他应用需求的独立高效稳定的运行，但新的问题又产生了：基带处理器和应用处理器间的数据传输构成了新的性能瓶颈，如何解决媒体应用方面的问题已成为两种通讯间的桎梏。

    目前手机设计者采用嵌入式接口解决这个问题，比如采取UART或者是I2C解决两者之间的通讯，但这对手机的性能带来了很大的局限性。于是有的设计者开始采取新的做法——非同步的双端口RAM做法，可以保证两个处理器之间进行处理交流。尽管采取了这种的非同步DPRAM的做法，有一些好处，但是现在也存在一些问题。其中一个面临的问题是由于非同步DPRAM导致的，即，它的时钟周期比较慢。这种非同步DPRAM带来的问题是采用的同一个总线接口，这样同时用一条线来传送地址和数据，对于数据的传输，速度减少了50%。所谓的传输效率降低50%的原因，在一个周期中要插入它的地址，在下一个时钟周期当中要插入数据，这样导致了整个的传输数据的速度和效率减少了50%。另外一个问题是除了性能方面有所限制以外，它还采用ADM的做法，这样在功耗方面增加了一倍。采用了ADM的机制以后，在处理器之间需要进行数据交换的时候，引脚几乎全部被占用，这样使手机厂商在设计使很难利用多余的引脚增加差异化的功能。

    所谓的非同步的DPRAM只是临时的解决办法，因为如果要面临丰富的多媒体和3G的要求，必须保证接口提高流通量，同时要保证减少功耗的要求，为此用户需要新的手机架构解决方案。

    近日，IDT根据目前的挑战和客户的要求，提出了移动多媒体互联（M2I）的解决方案，它采用了同步的解决方案，使它的时钟周期加快了，以前的时钟周期是55-65 ns，采用同步的做法可使时钟周期加快到20 ns。与此同时，在芯片加入了内部计数器，提高了时钟周期的速度，以前数据传送方式，是“地址--数据--地址--数据…”的顺序。那么采取同步时钟电路以后，只需输入第一个地址以后，计数器就会使之处理其余的地址。结果形成了“地址—数据—数据—数据…”的模式。由于时钟周期加快，这样内部的电流耗电减少了40%，对总的电池的耗电减少了90%。 另一个好处是采用了ADM以后，它的通用IO引脚占有数量少，使手机的内存占有的数量减少。这样可以在有传感器以后，其中有8个动态的IO引脚，这样省去了处理器对引脚的监控和控制，这样余下的引脚用于增加新的差异化的功能。比如显示、游戏的传感器、实时移动电子商务，也可以提供AC97或者是高保真的音频解码器或者是像数字电视等功能。  

    在设计方面，我们可以给手机厂商更大的灵活性，可以采取一种模块化的设计方法，这个实际上我们ADM基本上已经成为业内的标准，可以使手机的厂商在设计的时候，可以以地址数据复用和非复用保持兼容。（新架构如下图所示）