模塊化結(jié)構(gòu)在便攜式設(shè)備設(shè)計中的應(yīng)用分析

將多種功能融合于一部便攜式設(shè)備之中給設(shè)計人員提出了新的挑戰(zhàn)。如今，產(chǎn)品生命周期變得越來越短，而嵌入式應(yīng)用也在迅速發(fā)展。OEM們難以負(fù)擔(dān)為每一代新產(chǎn)品都設(shè)計一種全新的平臺，他們現(xiàn)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(shè)計就可以增加新功能。本文介紹的利用存儲器總線構(gòu)建的模塊化結(jié)構(gòu)同時具有模塊化的可升級特性和存儲器總線優(yōu)良的互連特性。
　　
　　這其中最好的例子是在手機市場。今天，除基本的語音功能外，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。隨著類似功能的融合，PDA和便攜式游戲機也正面臨同樣的挑戰(zhàn)。
　　
　　定義模塊化架構(gòu)
　　

　　圖1：帶4個子系統(tǒng)的模塊化架構(gòu)示例。
　　
　　一種靈活的架構(gòu)應(yīng)該包括能單獨升級并對其他模塊影響最小的多個子系統(tǒng)。每一子系統(tǒng)都支持從其他功能獨立演變而來的特定功能(例如，可從視頻功能獨立演變而來的無線技術(shù)等)。
　　
　　圖1顯示一種采用4個子系統(tǒng)的模塊化架構(gòu)例子。其中一個子系統(tǒng)專用于通信且一般以基帶modem為核心；另一個子系統(tǒng)用于應(yīng)用且以應(yīng)用處理器為核心(例如運行3D游戲或支持PDA功能等)；第三個子系統(tǒng)用于提供與視頻廣播(DMB或DVB-H)的連接；第四個子系統(tǒng)則專用于音頻處理(例如支持MP3播放機功能等)。
　　
　　這些子系統(tǒng)可用來構(gòu)建某些特定平臺。入門級平臺可能只采用其中的某一個模塊(例如，用于PDA的應(yīng)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(jù)特定功能及市場可能會采用其中兩個、三個乃至四個模塊。
　　
　　在這種模塊化架構(gòu)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線標(biāo)準(zhǔn)(從GPRS到W-CDMA等)，或?qū)F(xiàn)有協(xié)議升級(例如為現(xiàn)有W-CDMA基帶增加HSDPA等)。同樣，應(yīng)用子系統(tǒng)可升級成支持各種由無線標(biāo)準(zhǔn)所支持的功能(如游戲及OS升級等)。
　　
　　用經(jīng)得起時間考驗的接口連接子系統(tǒng)
　　
　　為了將每次升級的影響降至最低，各子系統(tǒng)必須通過一個接口(將用于下一代芯片組上)與其他子系統(tǒng)相連，并能支持下一代平臺所需的足夠吞吐量。
　　
　　每一子系統(tǒng)通常都以一個處理器件為核心(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(biāo)準(zhǔn)的吞吐量要求；而高速接口則通常涉及專用協(xié)議，這些協(xié)議不僅在各芯片供應(yīng)商之間不提供兼容性，而且還在每次模塊升級時需要很多的軟件改動及驗證工作。
　　
　　存儲器總線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還能支持存儲器接口，所達(dá)到的帶寬也高于目前的要求(以x16總線上55vns的存取時間帶寬可達(dá)290Mbps)。兩條存儲器總線可通過雙端口互連連接在一起。
　　
　　雙端口互連是一種允許兩個處理單元獨立訪問一個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其存儲器總線并利用標(biāo)準(zhǔn)讀寫操作來交換數(shù)據(jù)。圖2顯示一種采用雙端口互連的基帶調(diào)制解調(diào)器與視頻處理器例子。

　　
　　圖2：用雙端口來連接兩個子系統(tǒng)的手機框圖。