手机处理器cpu一般集成了两个异步处理器:基带处理器芯片BP负责不间断地收发无线信号;应用处理器芯片ap负责处理手机上的应用程序,包括你的游戏,网页等应用;协处理器与AP类似。AP可看做传统计算机,BP可看做无线modem。
大多数的手机都含有两个处理器。操作系统、用户界面和应用程序都在Application Processor(AP)上执行,AP一般采用ARM芯片的CPU。而手机射频通讯控制软件,则运行在另一个分开的CPU上,这个CPU称为Baseband Processor(BP)。
把射频功能放在BP上执行的主要原因是:射频控制函数(信号调制、编码、射频位移等)都是高度时间相关的。最好的办法就是把这些函数放在一个主CPU上执行,并且这个主CPU是运行实时操作系统的。
另外一个使用BP的好处是一旦它被设计和认证为好了的,不管你采用的操作系统和应用软件怎么变化,它都可以正确的执行功能(它的通讯功能)。另外,操作系统和驱动的bug也不会导致设备发送灾难性的数据到移动网络中。(FCC要求的)
由于AP和BP是分开的设备,手机设计者可以更加自由的设计用户界面和应用软件。
1 手机的硬件实现方式
1.1 三种硬件方案
手机的硬件实现方式主要有3种:
- 只用基带芯片,通常称作feature phone。
- 基带芯片加协处理器(CP,通常是多媒体加速器)。这类产品以MTK方案为典型代表,MTK全系列的产品基本上都属于这样的方案,展讯等其他公司也在推类似的产品。这是增强了多媒体功能的feature phone。
注:协处理器(coprocessor): 用来通过处理主cpu的一些工作负荷来使操作提速的辅助处理器。
- 基带芯片+应用处理器(AP:应用处理器),也就是通常说的智能手机(smart phone)。
有的方案将应用处理器和基带处理器做到一颗芯片里面,例如高通的MSM7200A。它有一个ARM11核(应用处理器)和一个ARM9核(基带处理器),两者通过共享内存通信。当然,智能手机也可以使用增强影音处理能力的协处理器。
1.2 智能手机
在智能手机中,手机功能的实现以应用处理器(AP)为主,基带芯片提供通信功能。可以把AP看作计算机,把基带芯片看作AP的无线modem。这个无线 modem通过AT接口(相当于计算机和调制解调器之间的接口,但各厂家都有扩展命令)提供通话、短消息、上网、UIM卡等功能。
2 AP软件概述
2.1 什么是AP软件
本文提到的“AP软件”是指应用处理器(AP)上所运行软件的总和,本文也将其称作手机软件或智能手机软件。如果把手机看作一台电脑,手机软件就相当于电脑上的操作系统与所有常用软件的集合。
3 再说智能手机
智能手机和Feature Phone究竟有什么区别?其实,Feature Phone可以实现智能手机的大多数功能。两者最本质的区别就是不同的出发点。Feature Phone是在不断扩充应用功能的无线通信终端(行业术语叫移动台),而智能手机是增加了无线通信功能的手持式电脑。
Feature Phone的软件基本上都运行在CPU的特权模式,在PC程序员看来,Feature Phone的软件就是一个做了UI的宏内核。而智能手机的软件体系基本上照搬了PC的软件体系,将内核、驱动(可以编入内核,也可以独立)和应用分开。