模塊化結構在便攜式設備設計中的應用分析

將多種功能融合于一部便攜式設備之中給設計人員提出了新的挑戰。如今，產(chǎn)品生命周期變得越來(lái)越短，而嵌入式應用也在迅速發(fā)展。OEM們難以負擔為每一代新產(chǎn)品都設計一種全新的平臺，他們現在選擇更靈活性的模塊化平臺，這些平臺很容易升級，而且只需很少的重新設計就可以增加新功能。本文介紹的利用存儲器總線(xiàn)構建的模塊化結構同時(shí)具有模塊化的可升級特性和存儲器總線(xiàn)優(yōu)良的互連特性。
　　
　　這其中最好的例子是在手機市場(chǎng)。今天，除基本的語(yǔ)音功能外，手機還必須具有照相、視頻、游戲、802.11連接、MP3、計算機同步以及各種日新月異的新功能。隨著(zhù)類(lèi)似功能的融合，PDA和便攜式游戲機也正面臨同樣的挑戰。
　　
　　定義模塊化架構
　　

　　圖1：帶4個(gè)子系統的模塊化架構示例。
　　
　　一種靈活的架構應該包括能單獨升級并對其他模塊影響最小的多個(gè)子系統。每一子系統都支持從其他功能獨立演變而來(lái)的特定功能(例如，可從視頻功能獨立演變而來(lái)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)等)。
　　
　　圖1顯示一種采用4個(gè)子系統的模塊化架構例子。其中一個(gè)子系統專(zhuān)用于通信且一般以基帶modem為核心；另一個(gè)子系統用于應用且以應用處理器為核心(例如運行3D游戲或支持PDA功能等)；第三個(gè)子系統用于提供與視頻廣播(DMB或DVB-H)的連接；第四個(gè)子系統則專(zhuān)用于音頻處理(例如支持MP3播放機功能等)。
　　
　　這些子系統可用來(lái)構建某些特定平臺。入門(mén)級平臺可能只采用其中的某一個(gè)模塊(例如，用于PDA的應用模塊、用于手機的通信模塊以及用于MP3播放機的音頻模塊等)。更高級的平臺則根據特定功能及市場(chǎng)可能會(huì )采用其中兩個(gè)、三個(gè)乃至四個(gè)模塊。
　　
　　在這種模塊化架構中，每一模塊都能單獨升級。例如，通信模塊可升級成支持不同無(wú)線(xiàn)標準(從GPRS到W-CDMA等)，或將現有協(xié)議升級(例如為現有W-CDMA基帶增加HSDPA等)。同樣，應用子系統可升級成支持各種由無(wú)線(xiàn)標準所支持的功能(如游戲及OS升級等)。
　　
　　用經(jīng)得起時(shí)間考驗的接口連接子系統
　　
　　為了將每次升級的影響降至最低，各子系統必須通過(guò)一個(gè)接口(將用于下一代芯片組上)與其他子系統相連，并能支持下一代平臺所需的足夠吞吐量。
　　
　　每一子系統通常都以一個(gè)處理器件為核心(例如ASIC、DSP及GPP等)。今天，這些處理器大多缺少這樣一種接口：串行接口速度太慢不能支持3G、視頻或802.11等新標準的吞吐量要求；而高速接口則通常涉及專(zhuān)用協(xié)議，這些協(xié)議不僅在各芯片供應商之間不提供兼容性，而且還在每次模塊升級時(shí)需要很多的軟件改動(dòng)及驗證工作。
　　
　　存儲器總線(xiàn)不失為一種良好的互連選擇，它不僅支持所有處理器而且將來(lái)還能支持存儲器接口，所達到的帶寬也高于目前的要求(以x16總線(xiàn)上55vns的存取時(shí)間帶寬可達290Mbps)。兩條存儲器總線(xiàn)可通過(guò)雙端口互連連接在一起。
　　
　　雙端口互連是一種允許兩個(gè)處理單元獨立訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)共用存儲器空間的存儲器映射器件。它允許這些處理單元通過(guò)其存儲器總線(xiàn)并利用標準讀寫(xiě)操作來(lái)交換數據。圖2顯示一種采用雙端口互連的基帶調制解調器與視頻處理器例子。

　　
　　圖2：用雙端口來(lái)連接兩個(gè)子系統的手機框圖。