上月底，華碩手機(jī)與中國(guó)移動(dòng)聯(lián)合推出了采用Marvell" title="Marvell">Marvell PXA 920芯片的智能手機(jī)" title="智能手機(jī)">智能手機(jī)。相信不久的將來(lái)，市面上將迅速出現(xiàn)大量采用同款芯片的TD智能手機(jī)機(jī)型。Marvell自三年前開(kāi)始設(shè)計(jì)PXA 920芯片，半年后首批流片，于今年1月已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段。

    Marvell PXA 920芯片是一款高度集成的與ARM" title="ARM">ARM指令集兼容的系統(tǒng)級(jí)芯片，是首創(chuàng)的雙模（TD/EDGE）單芯片(Modem& AP" title="AP">AP)解決方案。PXA 920處理器包含有功能強(qiáng)大的應(yīng)用處理器和通訊處理器(無(wú)線(xiàn)調(diào)制解調(diào)器)，它與射頻" title="射頻">射頻器件、智能電源管理芯片、WiFi、藍(lán)牙、調(diào)頻FM等一起組成TD智能手機(jī)通信平臺(tái)。PXA 920處理器的TD智能手機(jī)可以簡(jiǎn)單說(shuō)是四片機(jī)，即包括基帶" title="基帶">基帶芯片、無(wú)線(xiàn)收發(fā)機(jī)芯片和智能電源管理芯片, 還可以外加Marvell WiFi/藍(lán)牙/調(diào)頻FM芯片。如此高度的集成化可以幫助手機(jī)做得很薄，時(shí)尚美觀。

    PXA 920芯片是面向多媒體型智能手機(jī)的高集成度3G平臺(tái)，處理速度高達(dá)1GHz。通過(guò)高性能低功耗的應(yīng)用處理器技術(shù)，支持3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA制式，高速上傳和下載分組接入 (HSxPA)。與2G、2.5G GSM 、EDGE通信功能相結(jié)合，提供無(wú)縫的無(wú)線(xiàn)接入，實(shí)現(xiàn)圖像、高清視頻、3D圖形加速，為大眾用戶(hù)帶來(lái)上網(wǎng)瀏覽、即時(shí)視頻聊天、個(gè)人音樂(lè)訪(fǎng)問(wèn)、網(wǎng)絡(luò)游戲和其他流行手機(jī)應(yīng)用的最終用戶(hù)新體驗(yàn)。因些，該單芯片解決方案既是后來(lái)居上的一顆新星，卻又不失為受眾人矚目的新貴。

    本文主要介紹TD-SCDMA單芯片PXA920智能手機(jī)解決方案的特點(diǎn)。

一、性能高

    CPU 處理器采用Sheeva CPU核心技術(shù)，支持800-1000MHz 的處理速度。內(nèi)置 SRAM和BootROM。 處理器通過(guò)安全引導(dǎo)、密鑰保護(hù)、安全JTAG 重啟，來(lái)保證移動(dòng)安全性。

    通信處理器 由ARM9和DSP雙核組成，具有數(shù)據(jù)包處理加速器和 L1/L2 緩存。

    改良的ARM 架構(gòu)帶來(lái)了更大的擴(kuò)展空間，留有余地增添新功能和提升性能。 Marvell 擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的改良優(yōu)化的ARM 架構(gòu)，而且與ARM指令完全兼容，給嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)者帶來(lái)了極大的便利性。

    三核硬件體系架構(gòu)具有專(zhuān)用調(diào)制解調(diào)器和應(yīng)用處理器核心。其中采用Marvell Sheeva CPU 技術(shù)的應(yīng)用處理器后向兼容XScale CPU 核。基于這樣的架構(gòu)，平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了通用應(yīng)用處理器軟件棧在多種空中接口和手機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間的重復(fù)利用，并能防止應(yīng)用處理器 (AP) 和調(diào)制解調(diào)器分離子系統(tǒng)之間出現(xiàn)有害的干擾。高性能內(nèi)部存儲(chǔ)器架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)外部存儲(chǔ)器共享，不會(huì)因?yàn)殚W存和 DDR 各自獨(dú)立，而帶來(lái)額外的成本和空間上的開(kāi)銷(xiāo)。在AP 和調(diào)制解調(diào)器之間使用共享的外部 DDR，具有高性能、高效率處理器內(nèi)部通信接口，并降低BOM成本。 圖1描述PXA 920 通信平臺(tái)方塊圖。

                    圖1. PXA 920 通信平臺(tái)方塊圖

    終端高速傳輸數(shù)據(jù)性能高達(dá)HSDPA 2.8 Mbps和HSUPA 2.2 Mbps。手機(jī)解決方案集成了 3.5G 調(diào)制解調(diào)器和協(xié)議棧，符合全球領(lǐng)先運(yùn)營(yíng)商的標(biāo)準(zhǔn)。3G/WLAN/藍(lán)牙共存，并支持 IMS、VoIP 和運(yùn)營(yíng)商的其他高級(jí)服務(wù)。通過(guò)廣泛的 IOT 測(cè)試、GCF 測(cè)試和在中國(guó)開(kāi)展的外場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試以及在通信網(wǎng)絡(luò)中的傳輸?shù)冗M(jìn)行驗(yàn)證。

    終端高速傳輸數(shù)操作系統(tǒng)（OS）軟件平臺(tái)支持所有領(lǐng)先的開(kāi)放式操作系統(tǒng)（OS）軟件平臺(tái)，包括 Linux、Android" title="Android">Android 、OMS以及 Windows Mobile。圖2 是TD智能手機(jī)體系結(jié)構(gòu)示意圖。

    圖2 . TD智能手機(jī)體系結(jié)構(gòu)示意圖

    多媒體應(yīng)用包括視頻、3D、音頻、圖像和顯示功能。支持以 30 fps速率 播放 H.264、WMV、MPEG-4、H.263 格式的 720p 視頻；以 30 fps 捕捉 H.264、WMV、MPEG-4、H.263 格式的 D1 分辨率視頻；具有最高每秒 1200 萬(wàn)個(gè)三角形處理能力（持續(xù)速率）和每秒 2400 萬(wàn)個(gè)三角形（50% 剔除速率）的 3D 圖形能力，集成2D 加速器，支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) API；獨(dú)特的音頻加速器子系統(tǒng)，可通過(guò)音頻流技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低功耗音頻播放；支持圖像傳感器，適合采用 MIPI CSI-2 和并行接口的主要和次要智能圖像傳感器，支持一個(gè)MIPI-CSI2 串行接口。LCD 顯示控制器通過(guò)同步信號(hào)支持 8/16/18 位并行智能面板接口或 16/18/24 位并行有源矩陣接口上的并行LCD 顯示器，主/從顯示器支持最多 4 個(gè)顯示器同時(shí)堆疊，可以無(wú)變化以及旋轉(zhuǎn)縮放。

    單芯片結(jié)構(gòu)，包含CP和AP。整體解決方案的套片結(jié)構(gòu)包括射頻器件、智能電源管理芯片、無(wú)線(xiàn)801.11n/WiFi/藍(lán)牙/調(diào)頻FM等少數(shù)幾個(gè)芯片。精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)使OEM手機(jī)廠商能加快設(shè)計(jì)進(jìn)程，縮短開(kāi)發(fā)周期，提高投放市場(chǎng)的速度。

二、功耗小

    采用先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝?yán)诮档凸摹?5納米工藝帶來(lái)節(jié)省約10-20% 的功耗。由此裝備的TD智能手機(jī)容易比目前市場(chǎng)上大部分處于65納米芯片的手機(jī)做得更緊湊一些。采用內(nèi)置應(yīng)用處理器和調(diào)制解調(diào)器的終端專(zhuān)用系統(tǒng)芯片SoC，消除了額外開(kāi)銷(xiāo)，為降低功耗奠定了基礎(chǔ)。印制板上電路數(shù)量少，典型參考設(shè)計(jì)可以小到51X51毫米，機(jī)身更薄一點(diǎn)。加上電源管理效率高，所以手機(jī)功耗低，

    提高電源管理效率是關(guān)鍵。 電源管理技術(shù)一貫是受重視的焦點(diǎn)，電源管理PM芯片包含有多項(xiàng)專(zhuān)利在內(nèi)。首先是減少元器件數(shù)量，配置的套片少，并注重減小電流量。使用PXA 920的手機(jī)，普遍充電間隔時(shí)間長(zhǎng)，待機(jī)時(shí)間也會(huì)更長(zhǎng)，用戶(hù)體驗(yàn)自然更加滿(mǎn)意。

    芯片體積小。正因?yàn)榫€(xiàn)寬小密度高，PXA 920芯片封裝尺寸僅為12X12毫米。 如此之小的面積，不僅有功耗低的好處，也給終端帶來(lái)設(shè)計(jì)上的空間。用戶(hù)都喜愛(ài)薄而時(shí)尚的外觀。

    功耗優(yōu)化。目前從2G、3G話(huà)音和高速數(shù)據(jù)下載上傳的測(cè)試來(lái)看，功耗都相當(dāng)?shù)?。在一系列外?chǎng)測(cè)試以后，在已提交工程樣品再到批量生產(chǎn)的過(guò)程中，功耗優(yōu)化達(dá)到了精益求精的程度。

三、成本低

    價(jià)格合理。瞄準(zhǔn)大眾市場(chǎng)，讓廣大用戶(hù)買(mǎi)得起，即花中低檔的價(jià)錢(qián)，用上中高端的智能手機(jī)，是運(yùn)營(yíng)商和芯片設(shè)計(jì)者的共同心愿。當(dāng)智能終端的成本大幅降低之日，便是互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)應(yīng)用走向大眾之時(shí)。要想生產(chǎn)出普通百姓用得起的TD智能手機(jī)，必須依賴(lài)技術(shù)創(chuàng)新。

    半導(dǎo)體工藝采用55納米技術(shù)。線(xiàn)寬的縮小，涉及從設(shè)計(jì)、布線(xiàn)到工藝生產(chǎn)線(xiàn)上一系列的決策。國(guó)內(nèi)新投資的12英寸晶圓片生產(chǎn)線(xiàn)，從90納米一步到位，跨過(guò)65納米，走向55納米和40納米，不乏考慮性?xún)r(jià)比因素。今后的LTE產(chǎn)品將鎖定32納米，28納米。半導(dǎo)體技術(shù)的核心是保持成品率高水準(zhǔn)，這需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和膽略。單位晶圓片的芯片產(chǎn)量相應(yīng)提高，成本也隨之降低。

    BOM比較低。 在單芯片高度集成后套片結(jié)構(gòu)非常緊湊，整體器件數(shù)量減少。PXA 920處理器本身將通信處理器和應(yīng)用處理器集成到同一系統(tǒng)芯片SoC上, 余下的芯片就不多了。套片主要有射頻器件、電源管理芯片、無(wú)線(xiàn)器件包括802.11n、WiFi、藍(lán)牙、調(diào)頻FM功能。

    這樣的結(jié)構(gòu)帶來(lái)的是成本的降低。

結(jié)語(yǔ)

    總之，實(shí)力是硬道理。TD智能手機(jī)廠家之所以樂(lè)意采用Marvell PXA 920作為核心處理器，正是看中它的競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)樗鼛?lái)了用戶(hù)首選的三個(gè)特點(diǎn)，外觀更薄、效能更高、價(jià)格更優(yōu)。經(jīng)過(guò)多城市一系列嚴(yán)格的外場(chǎng)測(cè)試驗(yàn)證，PXA 920受到國(guó)內(nèi)外業(yè)界多家手機(jī)廠商的青睞。尤其是，能通過(guò)品牌廠商的測(cè)試，產(chǎn)品性能穩(wěn)定性和普適性可望高于目前市場(chǎng)上的TD終端產(chǎn)品。PXA 920平臺(tái)讓廣大移動(dòng)用戶(hù)在能承受的經(jīng)濟(jì)條件下全方位享受TD智能手機(jī)帶來(lái)的愉悅生活方式。