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智能終端-深圳市特發信息股份有限公司

日期：2023-05-08 22:32:43

一般而言，智能終端是一類嵌入式計算機系統設備，因此其體系結構框架與嵌入式系統體系結構是一致的；同時，智能終端作為嵌入式系統的一個應用方向，其應用場景設定較為明確，因此，其體系結構比普通嵌入式系統結構更加明確，粒度更細，且擁有一些自身的特點。一般而言，由于目前通信協議棧不斷增多，多媒體與信息處理也越來越復雜，往往將某些通用的應用放在獨立的處理單元中去處理，因而形成一種松耦合的主從式多計算機系統。每一個處理單元都可以看作一個單獨的計算機系統，運行著不同的程序。每個從處理單元通過一定的方式與應用處理單元通信，接受應用處理單元的指令，進行相應的操作，并向應用處理單元返回結果。這些特定的處理單元芯片往往是以ASIC的形式出現的，但實際上仍然是片上計算機系統。例如，常用的2.5G基帶處理芯片實際上就是依靠內置的ARM946核執行程序來實現GSM、GPRS、EDGE協議的處理我們知道，計算機軟件結構分為系統軟件和應用軟件。在智能終端的軟件結構中，系統軟件主要是操作系統和中間件。操作系統的功能是管理智能終端的所有資源（包括硬件和軟件），同時也是智能終端系統的內核與基石。操作系統是一個龐大的管理控制程序，大致包括5個方面的管理功能：進程與處理機管理、作業管理、存儲管理、設備管理、文件管理。常見的智能終端操作系統有LINUX，WINDOWSCE，SYMBIANOS，IPHONEOS等。中間件一般包括函數庫和虛擬機，使得上層的應用程序在一定程度上與下層的硬件和操作系統無關。應用軟件則提供供用戶直接使用的功能，滿足用戶需求。從提供功能的層次來看，可以這么理解，操作系統提供底層API，中間件提供高層API，而應用程序提供與用戶交互的接口。在某些軟件結構中，應用程序可以跳過中間件，而直接調用部分底層API來使用操作系統提供的底層服務。以GOOGLE主導的ANDROID智能終端軟件平臺為例，在操作系統層次上為LINUX。在中間件層次上，還可以細分為兩層，下層為函數庫和DALVIK虛擬機，上層為應用程序框架，通過該框架，可以使某個應用發布的服務能為其它應用所使用。最上層的應用程序使用下層提供的服務，來最終的為用戶提供應用功能。智能終端硬件系統組成，抽象來說，以主處理器內核為核心，將智能終端硬件系統分為3個層次來進行描述，分別是主處理器內核，SOC級設備，板級設備。主處理器內核與SOC級設備使用片內總線互連，板級設備則一般通過SOC級設備與系統連接。CPU和內部總線構成了一個一般的計算機處理器內核，提供核心的運算和控制功能。考慮到系統的成本和可靠性，一般而言會把一些常用的設備和處理器內核集成在一個芯片上，例如FLASH控制器，MOBILEDDR控制器，UART控制器，存儲卡控制器，LCD控制器等等。板級設備一般通過通信接口與主CPU連接，通常是一些功能獨立的處理單元（如移動通信處理單元，GPS接收器）或者交互設備（如LCD顯示屏，鍵盤等）。板級設備是不與處理器內核在同一芯片上的其它設備。稱其為板級設備，主要是從與主處理器內核關系的角度出發的，從架構上看，其本身可能也是一個完整的計算機系統，例如GPS接收器里也集成了ARM內核來通過接收的衛星信號計算當前的位置。板級設備通常使用數據接口與主處理器連接，例如，GPS接收器一般使用UART接口與主處理器交換數據。板級設備非常豐富，主要有以下幾類：存儲類如內存芯片、FLASH芯片等；移動通信處理部分；移動通信處理部分主要提供移動通信的支持，包括基帶處理芯片和射頻芯片。基帶處理芯片用來合成即將的發射的基帶信號，或對接收到的基帶信號進行解碼。基帶處理芯片一般是微處理器+數字信號處理器的結構，使用UART接口與主處理器相連接。射頻芯片則負責發送和接受基帶信號。?通信接口類如藍牙控制器，紅外控制器，WIFI網卡等。?交互類；如揚聲器，麥克風，鍵盤，LCD顯示屏等。?傳感器類；如攝像頭，加速度傳感器，GPS等。智能終端處理器是智能終端的核心器件之一，其功能和效率對整個系統的性能影響極大。在上文所述的智能終端硬件體系架構中，智能終端處理器相當于內核和SOC設備的集合，一般對外以單個SOC芯片的形式出現。智能終端對處理器的基本要求主要有以下三點：(1)高性能智能終端發展非常迅速，新應用層出不窮，不少應用都要求智能終端有較高的性能，因此，要求智能終端處理器具有較高的性能，才能提供給用戶完整的功能和較好的體驗。(2)高集成度智能終端對尺寸非常敏感，因此，要求處理器具有較高的集成度，能在比較小的尺寸上集成更多的器件。這樣不僅能夠使整個終端尺寸得到控制，還能降低設計的復雜程度，提高系統的可靠性。(3)低功耗智能終端大都采用電池供電，系統功耗非常敏感。因此，要求處理器有較低的功耗。以上三點有的是相輔相成的，例如，高集成度往往意味著高性能；而有的則是相互矛盾的，例如，性能的提高往往會造成功耗的增加。這就要求設計人員根據應用場景考慮三者的相互關系進行合理設計，使其達到平衡。

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