智能手机系统及硬件结构论文
智能手机集移动电话和PDA功能于一体,充分体现了3C(3C指的是计算机(Computer)、通讯(Communication)和消费类电子产品(Consumer Electrics))融合以及移动计算产品微型化、多功能和网络化的发展趋势。随着3G和超3G网络技术的快速发展,智能手机将高速无线网络与PDA的计算、存储和扩展能力相结合,给人们提供了一个集办公、通讯、娱乐于一体的全新计算平台。对智能手机的研究开发是当前移动计算技术发展中最为活跃的领域。
所谓智能手机[1],是指“像个人电脑一样,具有独立的操作系统,可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序,通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充,并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称”。简单的说,智能手机,就是一部像电脑一样可以安装和删除软件的手机。目前,全球多数手机厂商都有智能手机产品,而芬兰诺基亚、美国苹果、加拿大RIM(黑莓)、美国摩托罗拉更是智能机中的佼佼者。
目前的智能手机系统主要包括Symbian,Windows Mobile、Palm、Linux、iPhone OS等。
Symbian:中文名是塞班,Symbian很像是Windows和Linux的结合体,有着良好的界面,采用内核与界面分离技术,对硬件的要求比较低,支持C++、VB和J2ME。兼容性很好,它是一个实时性、多任务的纯32位操作系统,具有功耗低、内存占用少等特点,非常适合手机等移动设备使用。目前的Symbian系统经过NOKIA公司的大力推广,已经十分成熟。从已经由Series S60,发展到S80和S90。支持厂商:芬兰诺基亚。
Windows Mobile:Windows Mobile作为软件巨头微软的掌上版本操作系统,在与桌面PC和Office办公的兼容性方面具有先天的优势,而且WM具有强大的多媒体性能,办公娱乐两不误,让它成为最有潜力的操作系统之一。当然,它的缺点也很明显:软件使用复杂、系统不稳定、硬件要求较高,这些都是不可忽略的。支持厂商:韩国三星电子、韩国LG、英国索尼爱立信。
Palm:这种系统对硬件的要求很低,因此在价格上能很好的控制,耗电量也很小。Palm系统最大的优势在于出现较早,有独立的PALM掌上电脑经验,所以其第三方软件极为丰富,商务和个人信息管理方面功能出众,并且系统十分稳定。缺点在于娱乐性较差,操作比较困难,新手难于上手。支持厂商:美国Palm。
Linux:Linux具有源代码开放、软件授权费用低、应用开发人才资源丰富等优点,便于开发个人和行业应用。但由于Linux是开源操作系统,所以手机制造商往往独立奋战,造成手机Linux系统林立,一直没有压倒性的版本,造成了混乱,这种状况直到Android的出现才发生了根本性的扭转。该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成,号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件。目前在市场上可谓如日中天,越来越受到玩家的青睐,倍受摩托罗拉推崇。支持厂商:美国摩托罗拉、韩国三星、韩国LG、英国索尼爱立信,中国联想、华为、中兴、魅族等。
iPhone OS:iPhone OS是由苹果公司为iPhone开发的操作系统。它主要是给iPhone和iPodtouch使用。最新版本为iOS4.3,该系统的UI设计及人机操作前所未有的优秀,软件极其丰富。苹果完美的工业设计配以iOS系统的优秀操作感受,就靠仅有的几款机型,已经赢得可观的市场份额。支持厂商:苹果公司。
下面对比传统手机,简单介绍一下智能手机的硬件结构。
(1)传统手机的硬件架构。
手机可以被看作袖珍的计算机。它有CPU、存储器(flash、ROM、RAM)、输入输出设备(键盘、显示屏、USB、串口)。它还有一个更重要的I/O通道,那就是空中接口。手机通过空中接口协议(例如GSM、CDMA等)和基站通信,既可以传输语音、也可以传输数据。这个空中接口是由基带处理芯片(Baseband)和射频收发器件(RF)组成的。
手机的CPU一般不是独立的芯片,而是基带处理芯片的一个单元,称作CPU核。基带处理芯片是手机的核心,它不仅包含CPU核、DSP核这些比较通用的单元,还包含通信协议处理单元。通信协议处理单元和通信协议软件一起完成空中接口要求的通信功能。在这个CPU上既要运行通信协议,又要实现用户界面。
(2)双CPU智能手机的硬件架构。
在市场推动下,智能手机功能在不断发展。摄像头、MP3、蓝牙这些功能可以依靠硬件,对CPU的压力还不是很大,但java虚拟机、嵌入式浏览器等应用软件就会对CPU资源有较高的要求。
基带处理芯片的CPU核的首要任务是完成通信协议。通信协议软件有着精确的实时性要求,如果这个CPU还要兼顾很多应用软件的话,就很难满足这种实时性要求。于是双CPU智能手机应运而生。
顾名思义,双CPU智能手机具有两个CPU,一个CPU专门负责运行通信协议,另一个CPU负责UI、多媒体、java虚拟机、嵌入式浏览器等应用。两个CPU可以做在一个芯片里面也可以分开,这就形成了两种双CPU智能手机解决方案:单芯片双CPU和双芯片双CPU。
单芯片双CPU方案,是将基带处理器和应用程序处理器集成到一块芯片上。这样可以有效的降低成本和功耗,还可以将手机做得尽可能的小巧。基于成本优势,单芯片双CPU方案通常应用于低端智能手机。
双芯片双CPU方案,是指除了基带处理芯片外,在PCB开发板上加入一个独立的应用程序处理器芯片。这种方案使得OEM制造商可以根据自身的产品定位,灵活地选用基带处理芯片和应用处理器芯片。而基于性能和灵活性方面的优势,双芯片双CPU方案通常用于高端多媒体智能手机和多模智能手机。
中国智能手机市场发展态势良好,但增长速度较为缓慢。各大操作系统之间的争夺将更加突出,并逐渐以联盟阵营的方式来推动智能手机的普及。随着网络连接性的提高,智能手机的功能将更加强大。
摘要：随着移动计算技术的不断发展,智能手机也随之成为最活跃的一个领域。本文论述了几个主要的智能手机系统Symbian、WindowsMobile、Palm、Linux、iPhone OS,对这几个智能手机系统进行了归纳与分析,从硬件要求、软件开发、系统稳定性等各方面进行了优缺点分析。同时对比传统手机分析了智能手机的硬件结构,为智能手机技术的进一步发展提供了一个基础。
关键词：智能手机,手机系统,硬件结构
参考文献
[1] 傅曦,齐宇,徐骏.Windows Mobile手机应用开发[M].人民邮电出版社,2005.