模塊化結(jié)構(gòu)在便攜式設(shè)備設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

將多種功能融合于一部便攜式設(shè)備之中給設(shè)計(jì)人員提出了新的挑戰(zhàn)。如今，產(chǎn)品生命周期變得越來(lái)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(jì)一種全新的平臺(tái)，他們現(xiàn)在選擇更靈活性的模塊化平臺(tái)，這些平臺(tái)很容易升級(jí)，而且只需很少的重新設(shè)計(jì)就可以增加新功能。本文介紹的利用存儲(chǔ)器總線(xiàn)構(gòu)建的模塊化結(jié)構(gòu)同時(shí)具有模塊化的可升級(jí)特性和存儲(chǔ)器總線(xiàn)優(yōu)良的互連特性。
　　
　　這其中最好的例子是在手機(jī)市場(chǎng)。今天，除基本的語(yǔ)音功能外，手機(jī)還必須具有照相、視頻、游戲、802.11連接、MP3、計(jì)算機(jī)同步以及各種日新月異的新功能。隨著類(lèi)似功能的融合，PDA和便攜式游戲機(jī)也正面臨同樣的挑戰(zhàn)。
　　
　　定義模塊化架構(gòu)
　　

　　圖1：帶4個(gè)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(dú)升級(jí)并對(duì)其他模塊影響最小的多個(gè)子系統(tǒng)。每一子系統(tǒng)都支持從其他功能獨(dú)立演變而來(lái)的特定功能(例如，可從視頻功能獨(dú)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(tǒng)的模塊化架構(gòu)例子。其中一個(gè)子系統(tǒng)專(zhuān)用于通信且一般以基帶modem為核心；另一個(gè)子系統(tǒng)用于應(yīng)用且以應(yīng)用處理器為核心(例如運(yùn)行3D游戲或支持PDA功能等)；第三個(gè)子系統(tǒng)用于提供與視頻廣播(DMB或DVB-H)的連接；第四個(gè)子系統(tǒng)則專(zhuān)用于音頻處理(例如支持MP3播放機(jī)功能等)。
　　
　　這些子系統(tǒng)可用來(lái)構(gòu)建某些特定平臺(tái)。入門(mén)級(jí)平臺(tái)可能只采用其中的某一個(gè)模塊(例如，用于PDA的應(yīng)用模塊、用于手機(jī)的通信模塊以及用于MP3播放機(jī)的音頻模塊等)。更高級(jí)的平臺(tái)則根據(jù)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(gòu)中，每一模塊都能單獨(dú)升級(jí)。例如，通信模塊可升級(jí)成支持不同無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)(從GPRS到W-CDMA等)，或?qū)F(xiàn)有協(xié)議升級(jí)(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(jí)成支持各種由無(wú)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)所支持的功能(如游戲及OS升級(jí)等)。
　　
　　用經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的接口連接子系統(tǒng)
　　
　　為了將每次升級(jí)的影響降至最低，各子系統(tǒng)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(tǒng)相連，并能支持下一代平臺(tái)所需的足夠吞吐量。
　　
　　每一子系統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)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(yīng)商之間不提供兼容性，而且還在每次模塊升級(jí)時(shí)需要很多的軟件改動(dòng)及驗(yàn)證工作。
　　
　　存儲(chǔ)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(chǔ)器接口，所達(dá)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(dá)290Mbps)。兩條存儲(chǔ)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(dú)立訪(fǎng)問(wèn)一個(gè)共用存儲(chǔ)器空間的存儲(chǔ)器映射器件。它允許這些處理單元通過(guò)其存儲(chǔ)器總線(xiàn)并利用標(biāo)準(zhǔn)讀寫(xiě)操作來(lái)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(lái)連接兩個(gè)子系統(tǒng)的手機(jī)框圖。