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智能终端--百科

发布时间：2015-12-02 09:44:45点击次数：次

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 1 智能终端体系结构
 2 智能终端处理器及其技术特点
 智能终端体系结构
 一般而言，智能终端是一类嵌入式计算机系统设备，因此其体系结构框架与嵌入式系统体系结构是一致的；同时，智能终端作为嵌入式系统的一个应用方向，其应用场景设定较为明确，因此，其体系结构比普通嵌入式系统结构更加明确，粒度更细，且拥有一些自身的特点。
智能终端体系结构分为硬件结构和软件结构
 从硬件上看，智能终端普遍采用的还是计算机经典的体系结构——冯·诺依曼结构，即由运算器（Calculator，也叫算术逻辑部件ALU）、控制器（Controller）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）和输出设备（Output Device）5大部件组成，其中的运算器和控制器构成了计算机的核心部件—中央处理器（Center Process Unit，简称CPU）。
一般而言，由于目前通信协议栈不断增多，多媒体与信息处理也越来越复杂，往往将某些通用的应用放在独立的处理单元中去处理，因而形成一种松耦合的主从式多计算机系统。
智能系统的多计算机系统结构
 每一个处理单元都可以看作一个单独的计算机系统，运行着不同的程序。每个从处理单元通过一定的方式与应用处理单元通信，接受应用处理单元的指令，进行相应的操作，并向应用处理单元返回结果。这些特定的处理单元芯片往往是以ASIC的形式出现的，但实际上仍然是片上计算机系统。例如，常用的2.5G基带处理芯片实际上就是依靠内置的ARM946核执行程序来实现GSM、GPRS、EDGE协议的处理
 软件结构
 我们知道，计算机软件结构分为系统软件和应用软件。在智能终端的软件结构中，系统软件主要是操作系统和中间件。操作系统的功能是管理智能终端的所有资源（包括硬件和软件），同时也是智能终端系统的内核与基石。操作系统是一个庞大的管理控制程序，大致包括5个方面的管理功能：进程与处理机管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。常见的智能终端操作系统有Linux，Windows CE，Symbian OS，iPhone OS等。中间件一般包括函数库和虚拟机，使得上层的应用程序在一定程度上与下层的硬件和操作系统无关。应用软件则提供供用户直接使用的功能，满足用户需求。从提供功能的层次来看，可以这么理解，操作系统提供底层API，中间件提供高层API，而应用程序提供与用户交互的接口。在某些软件结构中，应用程序可以跳过中间件，而直接调用部分底层API来使用操作系统提供的底层服务。以Google主导的Android智能终端软件平台为例，在操作系统层次上为Linux。在中间件层次上，还可以细分为两层，下层为函数库和Dalvik虚拟机，上层为应用程序框架，通过该框架，可以使某个应用发布的服务能为其它应用所使用。最上层的应用程序使用下层提供的服务，来最终的为用户提供应用功能。
智能终端硬件系统
 智能终端硬件系统组成，抽象来说，以主处理器内核为核心，将智能终端硬件系统分为3个层次来进行描述，分别是主处理器内核，SoC级设备，板级设备。主处理器内核与SoC级设备使用片内总线互连，板级设备则一般通过SoC级设备与系统连接。
CPU和内部总线构成了一个一般的计算机处理器内核，提供核心的运算和控制功能。考虑到系统的成本和可靠性，一般而言会把一些常用的设备和处理器内核集成在一个芯片上，例如Flash控制器，Mobile DDR控制器，UART控制器，存储卡控制器，LCD控制器等等。板级设备一般通过通信接口与主CPU连接，通常是一些功能独立的处理单元（如移动通信处理单元，GPS接收器）或者交互设备（如LCD显示屏，键盘等）。
板级设备是不与处理器内核在同一芯片上的其它设备。称其为板级设备，主要是从与主处理器内核关系的角度出发的，从架构上看，其本身可能也是一个完整的计算机系统，例如GPS接收器里也集成了ARM内核来通过接收的卫星信号计算当前的位置。板级设备通常使用数据接口与主处理器连接，例如，GPS接收器一般使用UART接口与主处理器交换数据。板级设备非常丰富，主要有以下几类：存储类如内存芯片、Flash芯片等；移动通信处理部分；移动通信处理部分主要提供移动通信的支持，包括基带处理芯片和射频芯片。基带处理芯片用来合成即将的发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。基带处理芯片一般是微处理器+数字信号处理器的结构，使用UART接口与主处理器相连接。射频芯片则负责发送和接受基带信号。 l 通信接口类如蓝牙控制器，红外控制器，WiFi网卡等。 l 交互类；如扬声器，麦克风，键盘，LCD显示屏等。 l 传感器类；如摄像头，加速度传感器，GPS等。
智能终端处理器及其技术特点
 智能终端处理器是智能终端的核心器件之一，其功能和效率对整个系统的性能影响极大。在上文所述的智能终端硬件体系架构中，智能终端处理器相当于内核和SoC设备的集合，一般对外以单个SoC芯片的形式出现。智能终端对处理器的基本要求主要有以下三点：
(1) 高性能智能终端发展非常迅速，新应用层出不穷，不少应用都要求智能终端有较高的性能，因此，要求智能终端处理器具有较高的性能，才能提供给用户完整的功能和较好的体验。
(2) 高集成度智能终端对尺寸非常敏感，因此，要求处理器具有较高的集成度，能在比较小的尺寸上集成更多的器件。这样不仅能够使整个终端尺寸得到控制，还能降低设计的复杂程度，提高系统的可靠性。
(3) 低功耗智能终端大都采用电池供电，系统功耗非常敏感。因此，要求处理器有较低的功耗。以上三点有的是相辅相成的，例如，高集成度往往意味着高性能；而有的则是相互矛盾的，例如，性能的提高往往会造成功耗的增加。这就要求设计人员根据应用场景考虑三者的相互关系进行合理设计，使其达到平衡。

(编辑：xuzn.net)

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