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PXA 271--Intel制霸通讯平台的利器

PentiumIII 3533手机世界 2005-5-21

  高速发展的信息时代,需要高级的处理平台

  随着无线通信技术的不断发展,尤其近年2.5G和3G通信技术的出现使得当今的手机功能日益强大。但目前很多具备高级功能的手机产品售价还相当的高,而从以往的经验来看只有把越来越多的功能整合到单个或者几个芯片上后,手机功能的增强才是普及性的,成本也会降低。目前为了适应手机需要越来越多功能和更便利交互数据、传输文件的因素。智能手机逐渐走向了主流。

  但是智能手机虽然可以为用户带来了更加便捷的移动体验,但是由于所包含的功能块不断增多,其耗电量及所需处理的数据量也随之不断提高,同时智能手机芯片结构与设计过程也变得日趋复杂,这样就会直接影响到新款手机的上市时间。因此,对于智能手机厂商而言,采用何种手机开发平台具有十分重要的意义:先进、成熟的手机开发平台不仅能极大地减少技术风险,降低开发成本,缩短新产品研发生产周期,还有利于生产厂商迅速进入并占领市场。而这种平台一般都是由一个或者几个芯片来构成的,期中整合了大部分厂商所需要的功能,因此基于这种平台进行开发才是更科学的,因为如果自行配置平台这样的周期和代价实在太高。

  目前,市场上有多家公司都在极力推行自己的智能手机平台,其中包括TI(德州仪器) 、Motorola(摩托罗拉)、Intel(英特尔)、Qualcomm(高通)等。这几家厂商中TI以及摩托罗拉是绝对的老牌厂家,而Intel则是期中的新军,其成长的速度却是非常快的,特别是近几年手机对处理器芯片效率越来越高的时候,Intel这家老牌的处理器生产厂商在这个方面有着高人一等的能力。

回顾历史:

PXA800F处理器架构图,其整合了4MB的Flash芯片

  Intel目前是世界上最大的半导体生产公司,其在处理器上的造诣几乎无人可以比,同时Intel也是全球最大的手机闪存芯片提供商。单就凭借这两点,Intel就拥有了其它厂商无法比拟的优势,不过在手机平台领域,Intel的起步比较晚,失去了很多先机。当年Intel最早退出的PXA800F平台是一个非常不错的平台,但因为支持者寥寥无几,这样游戏的产品最终搁置,到目前一款基于这种平台的手机都没有发布过。但是,很快Intel意识到了自己的错误(功耗上控制不是非常好,兼容性还有待提升),也发现了应该如何去改变这种情况。随后其推出的基于XScale架构的PXA 26x/PXA27x则完全的扭转了局面,越来越多的智能手机开始搭载Intel的处理器,目前几乎所有主流高端非Symbian系统的智能手机基本都搭载了Intel的PXA系列处理器。

  其实Intel的PXA之所以会成功这同其设计思路以及高超的设计能力是分不开的,Intel的PXA处理器最早被称为XScale处理器,XScale也是一款源自ARM处理器(Advanced RISC Machines 高级RISC机器公司)的一种衍生,不过其在架构扩展的基础上保留了对以往软件的向下兼容性。

  ARM公司成立于1990年,最早由Arcon、Apple和VLSI合资成立,之所以这三家公司会在一起进行合资开发,主要是AAcron需要为Archimedus电脑设计处理器;Apple则也需要一颗可以替代摩托罗拉68K CISC处理器的产品;VLSI则需要一种RISC架构的处理器整合在自身的系统中。

  ARM在成功设计之后很快获得了成功,而各种ARM核心版本(主要为6、7、9、10、11,也称为ARM 6、ARM 7、ARM 9、ARM 10以及ARM 11)被其它众多的公司诸如:DEC、Intel、TI、Atmel等采用,因为ARM处理器最大的特点就是:功耗低、应用方案灵活、可以方便为多媒体信号添加指令集等。在当时ARM架构以其简便、灵活的特点给当时其它厂商相当大的压力。而且ARM的出现真正影响到了手持设备的发展,因为到目前来说几乎所有的手持操作系统包括智能手机都采用了ARM架构进行设计,可以这么理解ARM其实就是一种标准的指令集,不同的厂商开发的只是不同外壳或者说不同功能扩展的产品,而本质都是ARM处理器。

DEC 1996年发布的SA-110 StrongARM处理器

  在ARM推出一款时间之后,DEC获得了许可并开发出高级版本--StrongARM,随后DEC被Compaq收购,StrongARM技术和专利被Intel全部收购,并且Intel最早以StrongARM SA1100处理器的形式推广出来,很快被众多Pocket PC所采用。虽然在当时来看这种架构几乎是效率最高的方案了,但是由于产品集成度不高,整合了过多无用的功能使得其想在今后继续发展设置了障碍。而Xscale则是就是为了改变StrongARM这种现状的产品。

彻底的革新--Xscale

  Xscale是一款功耗低、伸缩度高的产品,并且其最大的优势就是核心频率可以高速的提升,在发布的伊始就开发出频率高达400Mhz的版本,这在3-4年以前是相当可观的。此外Xscale整合了以往其它ARM处理器所不会去整合的多媒体指令集--Wireless MMX,这种指令集类似桌面处理器的多媒体指令集,是一种64bit的精简指令,这种指令集可以大大的优化视频播放、3D图像显示、音频处理等应用,同时这种指令集也会大大降低程序开发者的开发难度,从而加快开发进度。

Xscale处理器实际大小

  基于Xscale架构,Intel到目前为止一共开发三个系列的处理器,期中包括PXA25x、PXA26x以及最新的PXA27x。

  这其中PXA25x是最早一代的产品,其工作频率为200、300、 400MHz,使用0.18微米工艺制程、整合32KB的指令缓存,32KB数据缓存以及多媒体流数据专用2KB缓存;最高支持256MB的内存、整合双通道PCMCIA、CF卡控制器、MMC/SD控制器;整合LCD显示控制器、AC97音频、USB接口、红外接口、蓝牙接口;产品采用256针的PBGA封装,核心大小17×17 mm。

  PXA25x是一款技惊四座的产品,在推出的伊始就获得了很大的成功,在当时就已经有厂商试探性的推出了基于PXA 25x处理器的智能手机产品,不过对于智能手机来说PXA255还远不能满足它们的需要,因为PXA25x要实现通讯网络的支持还需要众多的其它芯片,同时不整合Flash芯片让其变得无法勾起主流手机厂商的兴趣。

  PXA26x就是为了弥补PXA25x的不足而开发的产品,这款产品最大的特点就是整合了Flash芯片,这样对于那些手机开发厂商来说显然可以降低不少最终产品的成本。PXA26x有两个版本,一个版本整合16MB的闪存(PXA261)另外一个版本整合32MB的闪存(PXA262);总体来说PXA26x的功能是类似于PXA255的,只是增加了Flash支持以及去除了一些不必要整合的接口和功能,因此采用了294针的PBGA封装,核心大小却降低到14x14mm,这为方便的安装在手机中奠定了基础。著名的Mitac(神达)的8390就是基于Intel的PXA262处理器。

神达的8390智能手机

  不过,Intel对PXA25x/26x芯片还并不算满意,它希望发布一款更加适合于小型设备且效率更高的处理芯片,并且这种芯片将在很长一段时间内保持技术的领先--因此一个新的代号为Bulverde的处理器就此诞生。相比原来的Xscale架构,Bulverde处理器提高了处理媒体处理的效率,同时优化和处理器的功耗,此外添加了众多针对移动终端设备所设计的功能。在Bulverde处理器中最重要的三个技术特点就是:Quick Capture(快速拍摄)、Wireless Speed Step(无线动态节能)和Wireless MMX(无线MMX指令)。最终在去年的IDF上Intel正式推出了基于Bulverde处理器,这种处理器最终被定名为PXA27x。

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