摘要：介紹了與ＨＰＣ發(fā)展相關(guān)的新技術(shù),這些技術(shù)主要集中在ＨＰＣ的無線收發(fā)、用戶認(rèn)證、信息輸入輸出等方面,這些技術(shù)在ＨＰＣ上的應(yīng)用,使之成為可以滿足多種需求,面向大眾的手持?jǐn)?shù)字終端。用戶可以通過簡明易用的人機(jī)交互接口接收ＷＡＰ服務(wù),進(jìn)行ＧＰＳ定位,開展網(wǎng)上交易,與其他數(shù)字設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換和同步等。作者結(jié)合正在從事的ＨＰＣ開發(fā)項(xiàng)目分析了ＨＰＣ基于這些技術(shù)的發(fā)展方向,并提出初步解決方案。
關(guān)鍵詞：掌上電腦（ＨＰＣ） 無線應(yīng)用協(xié)議（ＷＡＰ） 全球定位系統(tǒng)（ＧＰＳ） 藍(lán)牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ） 智能卡（Ｓｍａｒｔ Ｃａｒｄ） 語音識別 觸摸屏
隨著無線通信和芯片技術(shù)的快速發(fā)展,ＨＰＣ（手持電腦、掌上電腦）等微型個(gè)人數(shù)字設(shè)備的發(fā)展日新月異�，F(xiàn)階段各種ＨＰＣ的功能基本都趨于相同,那么下階段ＨＰＣ會(huì)在哪些方面有所創(chuàng)新和突破呢？本文作者將結(jié)合正在從事的ＨＰＣ開發(fā)項(xiàng)目對此問題做一探討,并介紹與ＨＰＣ發(fā)展緊密聯(lián)系的幾項(xiàng)新技術(shù)。
１ ＣＰＵ主頻速度的快速提高和高度集成化
針對各種手持?jǐn)?shù)字設(shè)備的需求,各個(gè)半導(dǎo)體芯片廠商都投入了很大的力量研發(fā)和生產(chǎn)適用于這些設(shè)備的ＣＰＵ及協(xié)處理器芯片。用于手持設(shè)備的處理器必須高度緊湊、低功耗、低成本。為了充分縮小掌上電腦的尺寸,廠商甚至把少量存儲器和Ｉ／Ｏ端口也一并集成到芯片中。
大家熟悉的大多數(shù)臺式ＰＣ都是使用ＣＩＳＣ微處理器,如Ｉｎｔｅｌ的ｘ８６和Ｍｏｔｏｒｏｌａ的６８０００家族,它們都使用了復(fù)雜的指令集,包括了所有數(shù)學(xué)指令,如Ａｄｄ、Ｓｕｂ、Ｍｕｌ、Ｄｉｖ等。這些指令中的一些經(jīng)常使用,另一些用得極少,但ＣＩＳＣ處理器將處理全部的指令集。而掌上電腦使用的是ＲＩＳＣ處理器。ＲＩＳＣ處理器精簡了指令,使得它可以運(yùn)行得更快。ＲＩＳＣ只有數(shù)學(xué)指令的子集,也就是說,可能只有Ａｄｄ和Ｓｕｂ。這并不是說它就不能執(zhí)行乘除,它是采用一組簡單而快速的指令來完成同樣工作,例如,乘法可以是基于多次加法,而除法也相當(dāng)于多次減法。ＲＩＳＣ芯片同樣主頻下能執(zhí)行的指令比ＣＩＳＣ芯片快得多,并且也更廉價(jià)。ＲＩＳＣ結(jié)構(gòu)體系有兩大主流：Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｇｒａｐｈｉｃｓ公司（硅谷圖形公司）的ＭＩＰＳ技術(shù),ＡＲＭ公司的Ａｄｖａｎｃｅｄ ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅｓ技術(shù)。此外Ｈｉｔａｃｈｉ（日立公司）也有自己的一套ＲＩＳＣ技術(shù)ＳｕｐｅｒＨ。不過,ＭＩＰＳ技術(shù)毫無疑問是領(lǐng)先者,領(lǐng)先Ｈｉｔａｃｈｉ,同時(shí)市場份額是ＡＲＭ的四倍。
這些芯片的速度越來越快、功能也越來越多。接下來,ＮＥＣ ＶＲ系列將會(huì)達(dá)到１６８ＭＨｚ,Ｉｎｔｅｌ最新的ＳｔｒｏｎｇＡＲＭ將沖刺６００ＭＨｚ,Ｈｉｔａｃｈｉ將在２０００年第四季投產(chǎn)ＳＨ５（４００ＭＨｚ／７１４ＭＩＰＳ／６００ｍＷ）�？梢灶A(yù)見,到２００１年中,１５０ＭＨｚ到２００ＭＨｚ的掌上電腦的處理器將只是最普遍的檔次,并且芯片上的Ｃａｃｈｅ容量會(huì)翻倍,如表１。以英特爾公司的ＳｔｒｏｎｇＡｒｍ系列為例,現(xiàn)在其最高主頻已經(jīng)達(dá)到了２０６ＭＨｚ。通過利用高性能的微結(jié)構(gòu),先進(jìn)的ＣＭＯＳ工藝技術(shù)和大容量的片上存儲Ｃａｃｈｅ,在ＭＩＰＳ／ｍＷ指標(biāo)上已經(jīng)處在了領(lǐng)先地位,從而使得移動(dòng)設(shè)備可以利用操作系統(tǒng)和強(qiáng)化性能的應(yīng)用程序提供更快的響應(yīng),包括語音和手寫體識別,軟件ＭＯＤＥＭ和更有效的ＪＡＶＡ解釋。通過低電壓工藝技術(shù)優(yōu)化了電源利用率,具有提供低功耗高性能的獨(dú)特能力。與之相應(yīng)的協(xié)處理器集成了ＳＳＰ串行數(shù)據(jù)接口、ＵＳＢ主控制器,與ＡＣ－ｌｉｎｋ和Ｉ２Ｓ音頻編解碼器的串行接口,ＰＣＭＣＩＡ卡和ＣＦ卡接口以及多個(gè)附加的Ｉ／Ｏ接口,并提供了一個(gè)專用內(nèi)存控制器能降低系統(tǒng)帶寬需求,提供如此眾多的手持應(yīng)用的關(guān)鍵Ｉ／Ｏ功能,最大限度地提高了系統(tǒng)的總體性能。
表1 部分掌電腦處理器一覽
| 廠家/型號 | 處理器 | 速 度 |
| 卡西歐 Cassiopeia E-100系列 | MIPS-based NEC VR4121 | 131 MHz |
| 康柏 Aero 2100系列 | MIPS-based NEC VR4111 | 70 MHz |
| 菲利浦 Nino 500系列 | MIPS-based Toshiba PR31700 | 75 MHz |
| 惠普 Jornada 400系列 | Hitachi SH-3 7709a | 100 MHz/133 MHz |
| 3 Com PalmPilot TM 系列 | Motorola DragonBall 68 VZ 328 | 160 MHz |
| 蘋果 MessagePad 2000/2100 | Intel StrongARM SA-110 | 206 MHz |
| 康柏 iPAQ H3650 | Intel StrongARM SA-1110 |
