走进智能手机“芯”世界
数码时尚
在国内，智能手机的概念从摩托罗拉A6188开始被提出。随着摩托罗拉A6288、A388、多普达686、多普达515、索尼爱立信P802以及联想ET180等手机的陆续推出，智能手机的概念在中国已经逐渐被认知。虽然这些手机使用的操作系统各有不同，但都拥有较强的数据处理能力及与PC进行数据交换的能力，而较强的数据处理能力则需要较强劲的处理器支持。下面让我们一起来看看智能手机的处理器吧！
智能手机和普通手机的区别
普通手机主要由主板、液晶显示屏和键盘三部分组成，而主板又包括射频和基带两个部分。基带部分一般有一颗基带处理器芯片，负责语音信号处理、按键信号接收响应以及液晶显示屏控制。可以说，在普通手机中，基带部分的基带处理器是整个手机的核心(图1)。
智能手机大多采用了双CPU结构，即在手机的基带部分再添加一颗功能更强大的应用处理器，负责文本处理、多媒体播放、外设接口管理等(图2)。
通过对比图1和图2可以看出智能手机和普通手机的区别，智能手机在基带部分添加了一颗应用处理器，同时将原先由基带处理器控制的液晶显示屏、键盘、SIM卡等外挂到应用处理器上。不仅如此，应用处理器还可负责管理蓝牙、红外线、摄像头、USB和SD/MMC/CF卡等众多功能。同时主流的应用处理器还支持WinCE、Linux、Palm OS或Symbian等开放式操作系统。有了功能强大、接口丰富的应用处理器和开放式操作系统，智能手机在功能的开发上比普通手机具有更大的优势。
ARM芯片技术“独步天下”
1990年，ARM(Advanced RISC Machine)公司由苹果电脑、Acorn电脑集团和VLSI Technology公司合资组建。ARM公司作为业内领先的32位嵌入式RISC处理器解决方案供应商，创建了革命性的“Chipless”模式，ARM公司为生产和研发芯片的半导体公司提供IP(知识产权)核心，由半导体设计公司和软件开发公司共同在IP核心的基础上添加相关设计，交由OEM厂商完成系统产品，再由芯片制造公司生产芯片。
ARM公司在全球有超过100个半导体厂商合作伙伴，其中不乏像摩托罗拉、诺基亚、英特尔、TI、三星等著名厂商。ARM处理器当前有6个产品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10、ARM11和SecurCore。ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10是4个通用处理器系列， ARM11为最近推出的产品，SecurCore则是专门为安全设备而设计的处理芯片。ARM处理器具有体积小、功耗低、成本低、高性能和16/32位双指令集等特点。摩托罗拉公司的DragonBall(龙珠)系列芯片、Intel公司的StrongARM和XScale系列芯片与TI公司的OMAP系列芯片都嵌入了ARM公司的IP核心。可以毫不夸张地说，ARM已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案的RISC标准。
目前，诺基亚的6600、8910i、索尼爱立信的P802、P908以及西门子公司的智能手机都采用了ARM9内核。ARM9采用ARMV4T(Harvard)结构，五级流水线处理以及分离的Cache结构，平均功耗为0.7mW/MHz。时钟速度为100MHz～200MHz，每条指令平均执行1.5个时钟周期。
摩托罗拉奉献DragonBall
摩托罗拉于1995年推出了第一款DragonBall芯片，当时主要是面向PDA生产厂商，产品在全球70%以上的PDA中得到了应用，成为便携设备处理器市场的中流砥柱。近几年，随着手机和PDA的融合，即智能手机的出现，有不少公司已将龙珠芯片用于智能手机，包括摩托罗拉自己、三星、Handspring和京瓷公司等。
龙珠MX1处理器(图3)是目前最常见的智能手机处理器之一，它具有ARM920T微处理器内核。另外，该处理器还集成了LCD控制器、SRAM、USB控制器、模数转换控制器和MMC/SD主机控制器等功能模块。龙珠MX1的主频最高可达200MHz，由于工作电压只有1.8V，使得该处理器的内部功耗非常低，这样可以极大地延长移动设备电池的使用时间。龙珠MX1还是业界较早内建蓝牙功能的处理器。
英特尔力推StrongARM和Xscale
由于无线产品的兴起，英特尔公司推出了StrongARM和Xscale两个系列的应用处理器产品。英特尔的StrongARM核心技术来源于DEC公司，而DEC的这些技术又由ARM公司授权。在取得StrongARM的核心技术后，英特尔采用了先进的半导体制造技术提高其运行速度，同时降低功耗，并且命名为Xscale。
目前英特尔的主力产品是Xscale PX255处理器和StrongArm SA-1110。
PXA255处理器是基于Intel Xscale内核的芯片，属于高性能、低功耗的32位精简指令集处理器，联想ET180、三星SCH-i519都采用的是主频为400MHz的型号。PXA255处理器的一大特点是功耗低，它采用了节电和增压高速模式以提高电池寿命。PXA255还支持专用LCD控制器、蓝牙接口、各种串行接口，以及扩展内存和MMC/SD接口卡等。
StrongARM SA-1110处理器也是一款高集成度的芯片，最高工作频率可达206MHz。SA-1110内部集成了指令和数据高速缓存，提供内存管理单元(MMU)和读写缓存等；总线接口支持各种类型的存储器，如SDRAM、SMROM等；SA-1110的LCD 控制器能提供高质量的图像显示，支持最高256色图像显示。另外SA-1110还支持各种串行接口、USB接口、两个PCMCIA接口以及一些多用途的I/O接口。SA-1110的电源管理功能可使芯片处于3种不同的工作模式，即正常工作模式、空闲模式和睡眠模式，从而可以提高电池的寿命。多普达686智能手机就采用了SA-1110处理器。
TI主打OMAP
TI(德州仪器)也是目前手机处理器的主要供应商之一。OMAP(开放式多媒体应用平台)芯片是TI公司针对无线市场推出的一系列多媒体处理器，广泛应用于手机、PDA、远程通信等领域。由于OMAP是双内核硬件结构，所以虽然在芯片主频上没有Intel的StrongARM或Xscale高，但实际使用效果却并不比它们差。除智能手机外，有很多多媒体手机(多媒体功能较强，但其他功能如文本处理等却不如智能手机)也采用了TI的OMAP应用处理器。
OMAP710是TI推出的高度集成的处理器。OMAP710的高集成度、高性能和低功耗特点使它成为各种手机设备的理想选择，目前多普达515就是使用的这款处理器。OMAP710内部集成了一个专用的TI增强型ARM925应用处理器，另外还集成了一个基于TI的DSP的GSM/GPRS基带调制解调器，因而成为第一款单芯片集成GSM/GPRS调制解调器和应用处理器的手机芯片。OMAP710采用0.15微米工艺制造，是高性能、低功耗、低电压的CMOS双核处理器，内核最高工作频率可达133MHz，适用于三频(GSM 900、PCS1900、DCS 1800)蜂窝系统。
附表是常见的智能手机处理器和采用这些处理器的智能手机型号。
编辑点评：从目前的市场情况来看，智能手机中采用的处理器主要来自于ARM授权的公司(如诺基亚和爱立信)、摩托罗拉、英特尔和TI公司。从芯片结构上看，以上各种处理器几乎均采用了ARM核心。从技术上看，智能手机处理器有两大发展趋势：一是芯片主频不断提高，二是集成度不断提高。