掌上电脑近期热点技术展望
软件世界
今年以来，国内不少厂商都在其掌上电脑产品线上进行了大的革新和投入。4月22日，Palm也正式进入中国，全球厂商都看好中国的掌上电脑市场。目前，主流掌上电脑的功能越来越强大，高分辨率彩屏、集成手机功能、MP3、无线上网……早已改变了以往等同于电子词典、记事本等功能简单的局面。厂商们也正在不遗余力地努力，掌上电脑将迎来一个技术发展高峰，开创一个新的纪元。
摆脱低性能的关键──处理器
毫无疑问，由于掌上电脑所使用的处理器主频很低，而且不具备缓存，在架构上也与传统桌面处理器有所区别，因此其性能一直不能让我们感到满意。掌上电脑软件开发者也因此畏手畏脚，直接造成软件功能的匮乏。
Motolola的龙珠处理器已经略显落伍了，至少它并不适合如今强调多媒体功能的时代。掌上电脑的产品划分已经日趋明显，只有能够实现移动办公、视听娱乐、网络资讯等多方面应用的产品才能迎合消费级市场，而以往的记事本、名片夹之类的PDA则更多地与手机整合。
如今作为PocketPC平台的主流处理器，Intel StrongARM正逐渐显出疲态。尽管比起龙珠处理器的66MHz主频要高很多，但是StrongARM也只不过达到206MHz，而且执行效率上不见得有多大的优势，功耗问题更是相当棘手。为此，Intel也着手改革，目前已经推出了全新的Xscale处理器，并且大规模运用到现实产品中。
事实上，StrongARM并非由Intel开发，而是Intel从ARM公司得到的授权。不过，目前Intel的Xscale针对StrongARM的缺点进行了改进，尽管其雏形还是没有改变，但是各方面的表现已经有了不小的飞跃。Xscale目前共有两款产品，分别为PXA210和PXA250(图1)。
前者主频为200MHz，主要面向超低端市场，而后者的主频达到400MHz。由于采用了最新的0.13微米工艺，因此Xscale的功耗控制得十分出色。在改进了DMA控制器与图形音频单元之后，采用Xscale的PDA在图形处理、音频流输出等方面的性能都将全面提升(图2)。值得注意的是，PXA255也已经发布，尽管它也只有400MHz，但是外部总线由100MHz提升到200MHz，性能增长幅度相当可观。按照Intel的惯例，PXA255的推出标志着Xscale将很快突破频率的瓶颈，达到800MHz将只是时间的问题。
当然，目前暂时的失败，Motolola并未一蹶不振，而是以DragonBall MX系列继续对抗Intel。虽说DragonBall MX主频达到200MHz，但是其成本控制不力，并没有太多的厂商愿意采用，前景较为黯淡。Intel在PDA处理器的竞争者并不仅仅是Motolola，老对手AMD依旧阴魂不散。通过巨资收购Alchemy公司之后，AMD推出了Alchemy Au1000(图3)。
这款处理器以MIPS为核心，频率在500MHz时耗电量仅有0.5W，单凭这点就已足够让厂商对此心动了。此外，这款低功耗CPU还支持很多外围设备，如以太网、USB、SRAM/SDRAM控制器等等。到目前为止，欧美不少PDA厂商已经推出了基于Alchemy Au1000的产品，而Compaq、DELL、Toshiba等也纷纷表示出浓厚的兴趣。
此外，德州仪器TI的TMS320VC5470也是一款以ARM为核心的产品，对低端市场冲击不小�?蠢碔ntel还难以在未来的PDA处理器市场独霸一方。这也是一个好兆头，因为唯有激烈的竞争才能促进技术革新，使产品价格更加合理。
三分天下──操作系统之争
操作系统是掌上电脑产品的核心部分，掌上电脑产品的操作系统领域正处于战国混战的局面，现在市场上能见到的大致上有Windows CE(PocketPC)、Palm OS、Penbex OS、EPOC和嵌入式Linux五大类别。从目前状况看，Palm OS、Windows CE和Linux将成为掌上电脑市场操作系统选择的主流标准。
客观而言，凭借出色的多媒体能力与简易的操作模式，Windows CE还有很大的优势。随着Windows CE无可争议地占据主流地位，越来越多的软件开发商选择这一平台，这也使得Windows CE的实用价值大大提升。不过，目前的Windows CE还远非完美。由于PPC2002仅仅针对Intel StrongARM处理器做了优化，因此Xscale的性能还未完全发挥。据悉下一代PPC将是.net产品，可以令Xscale性能提升30%以上，而且针对多款CPU充分优化。同时PPC.net还将集成语音识别等多项使用的技术。
相对而言，如今Palm OS的情况并不乐观。多媒体能力的不足已经逼迫Palm公司下定决心抛弃龙珠改投Xscale，但是同时推出的Palm OS 5也使其伤精动骨。由于在架构上与以往的Palm OS有所不同，因此大量的Palm软件不得不为Palm OS 5重写，而且Palm新推出的编程接口还需要一段适应期。
很明显，如今的Palm OS 5已经越来越向Windows CE靠拢了，这也意味着Palm OS逐渐失去特有的个性。当然，凭借SONY、ACER等的鼎力支持，Palm OS 5在近几年还是具有足够对抗Windows CE的实力。
完全开发源代码的免费Linux正逐渐登陆PDA操作系统市场。不得不承认的是，目前基于Linux的PDA软件还很少，因此多数用户并不会选择该操作系统，除非是开发人员。但是对于厂商而言Linux有着不小的吸引力，毕竟这可以大大节省成本。
有容乃大──存储技术带来的巨变
掌上电脑采用了ROM与RAM的组合，数据并不存放在硬盘上，因此大大提高了运行速度。由于操作系统存放在非易失性的ROM存储器中，因此无须电力维护，而RAM用于软件安装以及系统调用。显然，PDA的这种存储架构需要更大容量的存储器以满足不断增长的应用需求。
目前少数高端产品已经集成48MB～64MB的ROM，可以应对未来的大型操作系统。不过随着ROM技术的飞跃，未来集成128MB～256MB的ROM根本不是什么难事，只要操作系统提出需求，而且ROM的成本也随着技术成熟而不断下降。至于RAM，我们对它的容量需求更是明显。由于RAM的速度大大快于闪存介质以及磁盘技术，因此容量扩大后将使得PDA的使用更为方便。目前大多数PDA只集成32MB～64MB RAM，这显然还不够。凭借目前的内存晶元生产工艺，单芯片实现128MB已不成问题，而且成本只会更低。用不了多久，直接集成128MB RAM的PDA就会大量上市，256MB RAM的产品现在也已经初露端倪。
至于闪存技术，更是一片欣欣向荣的景象。新一代的Memory Stick与SD都在功耗与速度方面突飞猛进，成为扩展PDA的得力助手。而廉价的CF卡更是让我们看到容量上的进步，在最近的CeBIT2003展会上，6GB的CF卡已经展出，1GB的CF卡在市场上随处可见(图4)，看来在PDA上进行大型软件操作将不是梦想。
与以上这些技术相比，我们更加期待MRAM应用于PDA。据Motolola表示，它们已经成功研制出使用MRAM的PDA，这也将会成为未来发展的趋势。MRAM最大的特点在非易失性，其速度与RAM相仿，但是断电后依旧可以保证数据不丢失。MRAM运作的基本原理与硬盘相同。和在硬盘上存储数据一样，数据以磁性的方向为依据，存储为0或1。它存储的数据具有永久性，直到被外界的磁场影响之后，才会改变这个磁性数据。因为运用磁性存储数据，所以MRAM在容量成本上有了很大的降低。
但是MRAM的磁介质与硬盘有着很大的不同。它的磁密度要大得多，也相当薄，因此产生的自感和阻尼要少得多，这也是MRAM速度大大快于硬盘的重要原因。当进行读写操作时，MRAM中的磁极方向控制单元会使用相反的磁力方向，以使数据流水线能同时进行读写操作，不延误时间(图5)。
事实上，MRAM更像是一种磁介质技术，不过它综合了RAM、ROM、Flash Memory与硬盘的多项优点，非常适合PDA这类移动设备，也是解决功耗问题的捷径，因为PDA在待机时需要浪费不少电力来维持RAM中的数据。与多种存储技术相比，MRAM的优势十分明显。撇开令人垂涎欲滴的非易失性不谈，仅在速度、功耗和体积上，MRAM也有较大的优势(如下表所示)：
注：由于目前MRAM还没有进入量产阶段，因此价格很高。而从实际情况来看，MRAM的成本还是很低的，一旦步入主流，价格上将很具竞争力。
绚丽多彩──触摸屏技术的改进
如今掌上电脑已经完全步入了彩色显示阶段，64K真彩色与240×320像素已经让不少用户欢呼雀跃。然而应当看到的是，掌上电脑所采用的LCD在画质上还是与笔记本电脑的LCD相差甚远，功耗考虑与灯管位置的限制让PDA的LCD在对比度、亮度等方面远非完美。
由于掌上电脑的触摸屏大多采用STN技术，这也是导致对比度、亮度不足的原因之一。事实上，掌上电脑比笔记本电脑更需要在户外使用，而在强烈阳光的照射下，多数STN屏幕会变得模糊不清。为此，更多的高端掌上电脑将会使用TFT技术，而且经过改进之后，它的功耗会更小，而且能够保证在户外时屏幕依旧清晰可见。当然，具有性价比优势的STN技术也在不断改进，毕竟它对于中低端产品有非凡的意义。通过改进之后，STN的对比度能够大大提高，这比任何性能都重要，因为以往的STN在阳光下几乎是一片空白。
掌上电脑之所以在强烈阳光下难以看清，这与触摸屏表面的镀膜也有关系。为了达到防爆、防尘、增强感应的效果，触摸屏表面都有一层很薄的镀膜。对于采用五线电阻或者四线电阻的触摸屏而言，镀膜的透光率相对较差，只有75% 左右，而且反光度较高。其实，高档触摸屏都采用表面声波技术，它可以令镀膜的透光率达到92%，而且减少反射。目前采用表面声波技术的PDA还不多，只有几款高端产品才做到。而随着这项技术的成熟，掌上电脑的户外显示问题将有所缓解。
沟通无极限──网络技术
不可否认的是，掌上电脑的性能还是难以企及台式机，因此与强大的台式机互联是相当重要的。此外，在连接周边设备以及Internet时，传统掌上电脑也有诸多不便。即便是Compaq精心设计的PCMCIA夹克也有缺点，毕竟庞大的体积令人难以接受。
毫无疑问，蓝牙与IEEE802.11b无线技术是最值得期待的解决方案。目前直接整合蓝牙模块的掌上电脑已经有不少，如Compaq iPAQ3870。通过与台式机组建简单的对等网，我们可以轻松解决数据共享与Internet接入问题。
乐观地来看，摆在掌上电脑面前的问题很好解决。CFII、SDIO规范已经允许开发小体积小功耗的无线网卡(图6)，出色的芯片技术更是可以将无线网络功能整合进处理器或者芯片组，因此未来掌上电脑的网络功能将逐步增强，也不再是孤立的设备。即便是在户外，GPRS、CDMA 1X等广域网技术也是不错的解决方案，而且目前已经投入市场，适用于掌上电脑的GPRS适配器随处可见。
技术的飞跃让掌上电脑的性能与功能不断增强，也只有这样，掌上电脑才能吸引更多的用户，与电子词典以及电子记事本拉开差距。显然，如今的掌上电脑已经向着小型化PC的方向发展，甚至通过强大的硬件基础来模拟GBA。让我们期待掌上电脑尽快强大起来……