便攜式設備創(chuàng )新發(fā)展道路

　　電源管理是便攜式設備不可忽視的重點(diǎn)，便攜式設備電源管理的目標是降低便攜式設備的用電量，盡可能延長(cháng)電池的使用壽命。在這方面，便攜式設備處理器供應商和電源器件供應商都在積極探索更有效的電源管理技術(shù)。

　　ARM的智能能源管理(Intelligent Energy Manager)技術(shù)通過(guò)與操作系統和應用程序的合作，能夠根據需要動(dòng)態(tài)地調整CPU性能，從而實(shí)現對能源的智能管理，顯著(zhù)地降低了便攜式設備在使用過(guò)程中的功耗問(wèn)題。

　　飛思卡爾的i.MX21應用處理器即使在進(jìn)行多重作業(yè)時(shí)，也可以延長(cháng)電池的使用壽命。這要得益于飛思卡爾的Smart Speed技術(shù)DD它意味著(zhù)用戶(hù)能在電池耗盡之前完成所有工作。

　　在i.MX31/31L中飛思卡爾采用了更高級電源管理工藝技術(shù)，例如：自動(dòng)動(dòng)態(tài)電壓和頻率變換(DVFS)、動(dòng)態(tài)處理溫度補償(DPTC)、有源偏移(Active well-bias)和電源閘控。

　　Intel的PXA27x則加入了wireless MMX技術(shù)和SpeedStep動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)，不但大大增強了PXA270的媒體處理能力，而且極大降低了系統功耗，延長(cháng)PMP產(chǎn)品的電池壽命。

　　除了通過(guò)處理器降低功耗外，降低其他元器件的功耗也是必須的。凌特公司電源產(chǎn)品部產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Tony Armstrong指出數碼相機、MP3 播放器、GPS 接收器和PDA 等便攜式產(chǎn)品大都通過(guò)AC適配器、USB 線(xiàn)或鋰離子電池提供電源。在這些電源之間的電源軌控制是一個(gè)很大的技術(shù)挑戰。直到最近，設計師還是通過(guò)分別采用多個(gè) MOSFET、運算放大器等實(shí)現這個(gè)功能，但同時(shí)卻需要面對熱插入及巨大的浪涌電流等問(wèn)題，而這將引起很大的系統問(wèn)題。

　　他表示大部分以電池供電的便攜產(chǎn)品采用專(zhuān)用集成電路(ASIC)來(lái)解決電池充電、電源路徑控制、提供多路供電以及實(shí)現如真正輸出斷接和精確USB電流限制等保護功能。采用這種方法的原因顯而易見(jiàn)，因為這樣用一個(gè)器件就可以滿(mǎn)足所有電源管理需求?？上У氖?，這種方法同樣有缺點(diǎn)。首先，ASIC是通過(guò)特定晶圓制造工藝而制造，因此難以為各項功能實(shí)現性能最優(yōu)化。其次，ASIC的定義和開(kāi)發(fā)周期通常很長(cháng)，在要求設計周期短且動(dòng)態(tài)變化快的今天，這一問(wèn)題變得越來(lái)越重要。從概念到出貨，電源管理ASIC往往需要用上一年半時(shí)間。而在此期間，某一產(chǎn)品的設計需求可能已經(jīng)變化了三次了。

　　隨著(zhù)便攜式設備處理器工作電壓不斷降低，電源管理也面臨新的挑戰。Tony Armstrong指出亞微米的CMOS制造工藝，把CPU 和 DSP 電壓降至 1V 以下。這要求新一代電源轉換集成電路的電壓輸入必須很低，而且提供的輸出電壓也要低于 1V，同時(shí)還要具有相適應的輸出電流、高轉換效率、低噪聲及扁平緊湊的引腳。隨著(zhù) DSP 核心電壓降至 1V 甚至更低，更需要以低電壓提供電源。

　　除了在處理器方面進(jìn)行有效降低功耗外，便攜式設備的顯示方面的節電潛力尤其不能被忽視。目前，多數便攜式設備開(kāi)始采用TFT LCD來(lái)顯示顯示用戶(hù)所需的不同類(lèi)型信息和數據。制造商所面對的挑戰是確保用戶(hù)能在各種環(huán)境下從顯示屏上閱讀到信息。為了實(shí)現這個(gè)目標，他們必須為彩色 LCD 提供適量的背光。背光通常由白光發(fā)光二極管(LED)產(chǎn)生。同樣，這也要求用一種緊湊、有效和低噪聲方式為這些 LED供電。

　　不過(guò)，電源管理在采用新技術(shù)的同時(shí)也帶來(lái)了新的問(wèn)題，這是便攜式開(kāi)發(fā)人員要引起注意的。例如目前許多新型的電池供電型便攜式設備用開(kāi)關(guān)電源取代了線(xiàn)性穩壓器，從而延長(cháng)電池壽命。不過(guò)，這也引發(fā)了新的設計問(wèn)題，因為蜂窩手機有噪聲敏感的無(wú)線(xiàn)電路和板上敏感的 RF 接收器。噪聲發(fā)生器(開(kāi)關(guān)電源)和噪聲敏感電路的結合可能會(huì )產(chǎn)生干擾。

　　傳統的解決方案是將噪聲發(fā)生電路和噪聲敏感電路分離開(kāi)來(lái)。但由于目前的便攜式設備多將所有部件緊密封裝，所以這種方法已經(jīng)不可行。采用屏蔽方法則無(wú)論在成本上還是體積上都行不通，傳統的開(kāi)關(guān)電源是將噪聲能量集中到窄帶諧波中。然而，一旦其中一個(gè)諧波與敏感頻率相一致(例如，接收器中頻頻帶)就可能導致干擾。

　　凌特的Tony Armstrong指出已經(jīng)成功實(shí)施的一個(gè)技術(shù)是通過(guò)擴展工作頻譜使開(kāi)關(guān)頻率能通過(guò)偽隨機數(PRN)序列進(jìn)行調制，從而去除窄帶諧波。凌特的LTC3251可在芯片上可實(shí)現擴頻操作。

　　便攜式設備的電源管理還涉及存儲、軟件的操作和漏電的控制等多個(gè)因素，都需要設計師仔細考慮。

　　顯示--絢麗真彩時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨

　　從單顯到多彩再到目前的真彩顯示乃至未來(lái)的OLED顯示，絢麗多姿的顯示畫(huà)面讓便攜式設備增色不少，目前，就連MP3音頻播放器也開(kāi)始采用OLED顯示方式，可見(jiàn)顯示的重要性。

　　現今便攜式設備主要的顯示方式是采用STN和TFT LCD，在手機領(lǐng)域，主要的顯示方式還是color STN。但在數碼相機領(lǐng)域，主要采用TFT LCD顯示，而且在2003年，柯達就推出了采用OLED顯示的數碼相機。作為公認的未來(lái)顯示主流技術(shù)，業(yè)界對OLED渴望已久。“但OLED的缺點(diǎn)是壽命短，目前只能達到5000小時(shí)。”信利半導體公司一位負責人表示。

　　由于在亮度、對比度、色彩、厚度和功耗方面有出色的表現，消費者對OLED仍表示了期待。許多便攜式設備器件供應商如處理器供應商、電源器件供應商都對OLED表示了支持，紛紛宣布自己的產(chǎn)品支持這新興顯示方式，但專(zhuān)利和壽命制約了該技術(shù)的發(fā)展。市場(chǎng)上只有為數不多的便攜式產(chǎn)品采用這一顯示方式。

　　但OLED市場(chǎng)還是保持了高速增長(cháng)勢態(tài)，iSuppli的數據顯示，2005年OLED面板的銷(xiāo)售收入將較2004年增長(cháng)50.7%，達到6.15億美元。銷(xiāo)售量將再次幾乎翻番，達到6000萬(wàn)部。而到2011年，OLED面板的銷(xiāo)售量將增長(cháng)到3.41億，銷(xiāo)售收入將達到29億美元。

　　不過(guò)，隨著(zhù)2005年柯達的幾項重要材料專(zhuān)利將過(guò)期，該公司正逐步開(kāi)放其專(zhuān)利，隨著(zhù)越來(lái)越多的公司加入OLED的生態(tài)鏈，預計其大規模普及已經(jīng)為時(shí)不遠了。

　　嵌入式軟件----讓便攜式設備變得更加智能

　　如同PC軟件一樣，嵌入式軟件的應用將使便攜式設備變得更加智能。通過(guò)軟件，便攜式設備將實(shí)現更多豐富的功能。

　　目前，在便攜式設備中應用最多的還僅是操作系統?，F今，主要有四大操作系統應用于便攜式設備，它們是Symbian、Linux、Palm OS 和微軟的Windows Mobile，最新的統計數據顯示，在智能手機領(lǐng)域，應用最多的還是Symbian，市場(chǎng)占有率超過(guò)了76%，但是Linux操作系統增長(cháng)很快，已有去年的3.4%增長(cháng)到13.7%，成為第二大操作系統。

　　隨著(zhù)消費電子設備日益智能化，操作系統軟件的左右日益凸現。全球軟件巨頭微軟近日就與東芝合作，欲將其Window CE應用于消費電子設備高清DVD中。微軟還希望開(kāi)發(fā)軟件支持家用消費電子設備之間的互操作和組網(wǎng)。

　　便攜式設備作為最常用的家用設備，未來(lái)其操作系統應當考慮這些需求。奇趣科技移動(dòng)及嵌入式解決方案部產(chǎn)品總監Adam Lawson表示：“便攜式設備操作系統關(guān)注的重點(diǎn)主要是小型化、多任務(wù)、易用性、易于下載/安裝/移除第三方應用軟件、組網(wǎng)、多媒體支持、游戲、數據共享、安全和防病毒等。”

　　他指出，便攜式設備操作系統未來(lái)的發(fā)展趨勢是：操作系統供應商會(huì )開(kāi)發(fā)或集成他們自己的軟件開(kāi)發(fā)工具，設備供應商會(huì )尋找可擴展的、互操作性好的、兼容性好的操作系統，這個(gè)操作系統還要能不同設備和芯片上工作;更快更低成本的硅架構會(huì )青睞Linux解決方案;而Linux會(huì )走向成熟并解決互操作性問(wèn)題。

　　他表示奇趣科技的Qtopia嵌入式Linux解決方案可以提供通用性的應用平臺，也可以用于特定的垂直市場(chǎng)，可在功能、效率、軟件大小方面提供很好的折中。