智能手机原理与未来发展

摘要由浅到深逐步介绍手机的组成与原理,以及比较流行的智能手机的区别和第三方软件介绍

关键词智能手机原理;手机性能;iPhone;Android;Windows Mobile

智能手机应用是当前移动应用中的一个流行区域, 未来随着智能手机发展,企业管理软件和电子商务软件逐渐在智能手机终端应用,移动开发会变的越来越开放,了解手机原理和软件运行机制也变的非常重要。

1手机运行原理

1)概述。手机有CPU、存储器、输入输出设备,其中有一个比较重要的输入输出设备就是空中接口(移动终端与基站之间的接口)。手机通讯功能便可以利用空中接口协议和基站建立通信,然后完成语音和数据的传输。一般手机CPU的芯片不是独立的,而是基带处理芯片的一个单元,也称被作CPU核。手机的核心是基带处理芯片,其中包含比较通用的CPU核单元、DSP核单元、通信协议处理单元。空中接口要求的通信功能由通信协议处理单元和手机协议软件一起完成。而手机软件和PC机一样。

2)单CPU和双CPU。大部分手机是单CPU,也就是只有基带处理芯片中的CPU核。通信协议、用户界面都要在这个CPU核上运行。不过DSP核会分担一些计算量比较复杂的程序算法,例如语音编解码、安全层的各种算法、应用软件的业务逻辑算法等。随着手机的发展,摄像头、蓝牙、MP3、MP4这些功能可以依靠硬件来实现,相对来说给CPU的压力不是很大,但嵌入式浏览器、虚拟机、嵌入式数据库、应用软件等就会对CPU资源有较高的要求。单CPU的首要任务是完成通信协议,并且通信协议软件有着很精确的定时要求,因此单CPU还要兼顾应用软件就比较困难了。于是便有了双CPU手机。双CPU手机的其中一个CPU专门把通信协议做好,另一个CPU负责UI、虚拟机、嵌入式数据库、嵌入式浏览器等功能。两个CPU可以分开,或者做在一个芯片里。在市场上很多没有基带处理芯片开发能力的手机设计公司(Design House)就购买国外的手机模块,在外面再加一块CPU实现双CPU。模块跑通信协议,自己加的CPU跑UI和应用软件,两者通过串口通信。智能手机基本上全是双CPU,如iPhone、Android、OPhone、Windows Mobile、Symbian、嵌入式Linux全是运行在第二块CPU上的。这些商业操作系统无法和无线通信协议软件集成到一块CPU上。双CPU的手机功能强,但它们一般体积大,耗电多,成本高。大部分手机应用在单CPU方案里也能实现。现在国内小巧、实用、低成本的单CPU方案还是占据较大的市场份额。

3)手机软件组成。手机软件与PC机软件相同都是从中断向量表开始。复位的处理程序是中断向量表的第一个跳转指令,然后是中断处理、错误处理的跳转指令。当手机加电后就跳转到复位的处理程序,开始检查内存、初始化C运行环境,然后创建第一个任务。其它任务会由这个任务按顺序创建、启动。有一些小