Vision手机架构：可降低功耗简化设计的新型架构

3 对正在演变的应用的支持

Vision架构还允许其它外设被添加到一个模块化设计之中，同时不影响应用引擎或通信引擎，因而使得派生手机的开发相对容易一些。该器件的第一代包括USB OTG等外设以及UARTS、GPIO和SSI等标准数据接口。

由于该架构固有的可伸缩性，因此一旦有需要，更高性能的内核就可以集成进来作为应用处理器，为具有更先进多媒体应用的特定设备服务，同时保持基本的通信引擎不变。



                            图1：Vision手机架构

将通信引擎升级的能力可用来提供更高性能的通信功能，如WCDMA和GSM(支持GPRS及EDGE)双模，以及新的HSDPA协议，这是该架构的一个关键特性。

该单芯片、多内核处理器是个数字基带器件，它可以和一个混合信号器件协同工作，完成诸如系统电源管理、无线电子系统接口、LCD和扬声器控制以及其它混合信号模块等功能。此外，为这个器件选择合适的工艺，如优化的混合信号工艺，对保持该系统功耗尽可能低是至关重要的。

4 软件架构

从软件角度考虑，把经过验证的专用通信引擎中的各个通信单元分离出来可以使大量验证合格并能用于生产的实时代码直接复用。

这和单处理器方法非常不同，在单处理器方法中通信协议栈必须同其它应用程序集成在一起。这可能会大大增加软件开发时间以及使最终手机通过测试和验证的时间。

在Vision架构的第一次实现中用作通信引擎的ARM和DSP16K是非常成熟的器件，它们已经用在以前的许多芯片之中，包括Sceptre、LF、TC、HP 和HPE，从而使它成为一个现成的解决方案。Sceptre HPE已经在运行GPRS和 EDGE，而且相同的代码将移植到Vision以加入这个经过验证的功能。

此代码提供对四频带(800/900/1800/1900) GSM系统和全部四种语音编解码器的支持，包括半速率、全速率、增强全速率(EFR)和自适应多速率(AMR)。这使得一种单一的手机设计就可在世界各地通用。针对下一代W-CDMA 3G手机的新的编码解码器，如宽带AMR，正在开发之中。

其中，DSP处理底部的1层协议栈，负责完成设置、分解、编码呼叫的具体工作。ARM内核处理2层和3层协议、无线电资源管理、移动和呼叫管理以及一小层附加软件以控制到该应用处理器的接口。

尽管通信功能主要是靠铃声提示，但该DSP也可用于其它功能，最重要的是音频。该架构允许DSP16K处理音频功能，如用于44Kbps高保真立体声的两通道音频解码，这个特性在多功能手机和智能手机中变得越来越常见。

于是这开辟了处理器之间采用一种新的通信方式的可能性。从传统上看，应用处理器通过AT指令和通信子系统进行通信。这些是现成的，在今天的手机中也非常可靠和有效。

但是随着对系统性能和功耗的要求日益苛刻，这些指令正变得越来越不能胜任。其主要缺点之一就是AT指令只能顺序执行，而且每条指令必须在下一条指令执行之前完成。这使得应用处理器留有大量的空闲周期。这些指令还存在一些固有问题，例如，从数据模式变到指令模式是采用+++序列，如果这存在于数据流中，系统则切换回指令模式，终止该数据流。

AT指令也没有任何分组或IP地址的概念，所以需要加入点对点协议(PPP)以实现互联网连接，但这会引入延迟。

EDGE和UMTS之类的新功能将需要麻烦的新AT指令，它们需要从头开发一个新接口，而且不能复用现有技术，从而延长了开发和定制时间。

实现处理器之间接口的一种新方式就是先进消息发送接口(AMI)。它利用共享存储器接口来实现GSM栈顶部的一个信令协议。指令可以并行处理，用一个事件驱动机制来通知控制器何时一条指令已经完成。

这种方式速度更快而且功率效率也更高，它允许系统的各个部件进入睡眠模式直到当前事件完成或直到一个新事件发生。这对于基于分组的连接尤其有用，因为可以使系统在各个包之间处于睡眠状态而不是象采用PPP连接那样必须保持全功率状态。

5 应用框架

在应用处理器方面，杰尔提供的一个应用框架既可作为函数调用来访问，也可作为一个库来访问，以便支持各种高级操作系统，如Symbian、Windows Mobile、PalmOS以及嵌入式Linux。这个框架还可用于实现来自业内领先供应商的附加环境，如OpenWave、Esmertec和Savaje。该内核还可处理的应用包括GPS卫星定位、3D图形、MPEG-4视频、蓝牙网络以及先进音频编码(AAC)和MP3音频。

在该应用框架内，对Java的支持通过来自第三方供应商的各种各样Java引擎来实现。有一些公司的引擎，如Esmertec，已经预集成进该框架，它们采用函数调用通过AMI来访问不同处理器内的功能。



这支持最新的无线工业Java技术(JTWI)实施方案，从当前的MIDP2和连接有限器件配置(CLDC)1.1规范向前发展，目前的手机正在逐步淘汰那些原有的规范。JTWI包括针对无线消息发送的JSR120规范，以及给Java游戏和应用一个多媒体API的JSR135规范。

通过利用Agere公司在向现有手机厂商供应软件和硅芯片方面的经验，提供这些操作系统和Java环境可作为马上可以生产的预集成解决方案，它们专为应用处理器而优化，而不是作为一个仍必须集成进该系统的第三方应用软件。这使得手机开发商可以集中精力于应用本身及其增值上，而不是把很多开发时间用在第三方环境的集成方面。