i.MX: 創(chuàng)建無(wú)線通信持久的性能
出處:psucai 發(fā)布于:2007-05-27 13:40:23
隨著向第三代移動(dòng)業(yè)務(wù)耀眼的新世界邁出步,我們就正在以革命性的新方式參與業(yè)務(wù)處理,其流動(dòng)性不再限制我們的生產(chǎn)力。然而,我們也知道移動(dòng)系統(tǒng)有其的弱點(diǎn)—那就是移動(dòng)系統(tǒng)的電源問(wèn)題。不管我們的移動(dòng)系統(tǒng)變得多么強(qiáng)大,它們所能執(zhí)行工作的數(shù)量都會(huì)受制于所用電池的壽命。
因?yàn)槲覀冋诓饺胍粋€(gè)3G部署的新領(lǐng)域,將寬帶接入到我們每個(gè)人的身邊,而對(duì)電池的消耗也正伴隨著這些過(guò)程逐漸增加。
下一代手持無(wú)線通信設(shè)備必須在性能 與及 持久性(長(zhǎng)壽命電池壽命)之間取得 一 高度平衡,這正是摩托羅拉基于ARMTM 技術(shù)的i.MX系列應(yīng)用處理器特有的優(yōu)勢(shì)。
i.MX系列嵌入式應(yīng)用處理器比起早期的DragonBall TM處理器產(chǎn)品在性能和集成上有著質(zhì)的飛躍。
基于ARM技術(shù)的i.MX系列應(yīng)用處理器是專門為智能電話技術(shù),無(wú)線PDA以及其它無(wú)線通信應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。
基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ARM處理器內(nèi)核,i.MX系列 的其功能集成有何與眾不同呢?i.MX系列的個(gè)成員MX1是價(jià)格、性能和低功率消耗的完美結(jié)合。其電源和持久性的設(shè)計(jì)有望達(dá)到手持設(shè)備比以往更加復(fù)雜的系統(tǒng)要求,能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)提供快速的數(shù)據(jù)接入。
未來(lái)的i.MX系列將在硬件上加入先進(jìn)的浮點(diǎn)技術(shù)。
我們已經(jīng)知道,由于處理器性能的上升,電池壽命的下降,因而我們必須使用更有效的軟件和更的半導(dǎo)體處理技術(shù)像選擇性硬件加速、動(dòng)態(tài)頻率控制、直接內(nèi)存存取通道和時(shí)鐘門控等設(shè)計(jì)技術(shù)都全面提升了i.MX系列的總效率,以更低能耗完成更多的工作。
摩托羅拉體系結(jié)構(gòu)使我們?cè)鰪?qiáng)ARM內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)。但是,我們沒(méi)有選擇增加任何所有權(quán)調(diào)整,以 便 確??蛻艟S持軟件在ARM體系結(jié)構(gòu)之間的兼容性,能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具。我們與ARM進(jìn)行非常密切的合作來(lái)幫助他們能 開(kāi)發(fā)出更有效的處理器內(nèi)核以便應(yīng)用于我們的i.MX應(yīng)用處理器。
摩托羅拉已經(jīng)為無(wú)線手持和智能電話產(chǎn)品構(gòu)建了三個(gè)開(kāi)發(fā)平臺(tái)——應(yīng)用于2.5G和3G蜂窩的Innovative ConvergenceTM平臺(tái)以及應(yīng)用于諸如PDA手持計(jì)算設(shè)備的CPU平臺(tái)。
2處理器
新的處理器體系結(jié)構(gòu)不僅包括與設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)相關(guān)的時(shí)間和費(fèi)用,同時(shí)還包括在工具、間接材料、推廣程序以及對(duì)鼓勵(lì)新用戶具有吸引力的許可體系上的巨大投資。ARM處理器已經(jīng)獲得業(yè)內(nèi)廣泛的認(rèn)可,并有一些既定優(yōu)勢(shì)。
為i.MX產(chǎn)品選擇ARM處理器內(nèi)核帶 來(lái)了 有合理的經(jīng)濟(jì)性,使我們可以利用我們 的處理器內(nèi)核資源來(lái)開(kāi)發(fā)重要的外部設(shè)備,使i.MX系列從其競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品中脫穎而出,成為業(yè)內(nèi)無(wú)線手持通信設(shè)備有效率的處理器。
由于我們?cè)诟叨薖owerPCTM系統(tǒng)方面的經(jīng)驗(yàn),我們有足夠的知識(shí)和技能來(lái)協(xié)助ARM公司開(kāi)發(fā)支持高性能系統(tǒng)所需的其他領(lǐng)域。
利用ARM內(nèi)核技術(shù),i.MX是 下一代提供比以前DragonBall處理器產(chǎn)品高得多的性能和集成DragonBall處理器。i.MX系列位成員i.MX1包括以下性能:
摩托羅拉在無(wú)線通信領(lǐng)域具有70多年建造無(wú)線產(chǎn)品以及50年半導(dǎo)體行業(yè)的豐富經(jīng)驗(yàn)。
Dual VT——半導(dǎo)體設(shè)計(jì)中的每個(gè)晶體管都有其相應(yīng)的閾值電壓(VT),這決定了切換的門在多大電壓下開(kāi)動(dòng)或關(guān)閉。目前我們已經(jīng)有能力在同一塊芯片上包括高低VT晶體管,只使用這些關(guān)鍵路徑電路所需的低VT晶體管就可以獲得我們想要的速度。
合理偏壓——從本質(zhì)上來(lái)說(shuō),待機(jī)耗電是通過(guò)晶體管內(nèi)薄氧化層的門連接“滲漏”出去的,連接處兩端電壓差別越大,漏電量也越大。通過(guò)偏置底層電壓,降低了連接處的電壓,因而減少漏電量,這就是合理偏壓。盡管Dual VT是一項(xiàng)芯片級(jí)技術(shù)。可以用來(lái)降低待機(jī)耗電。
動(dòng)態(tài)電壓頻率縮放(DVFS)——調(diào)低時(shí)鐘頻率意味著可以降低運(yùn)行電壓,相應(yīng)的也降低了對(duì)電池能量的要求。
動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)存?。―MA)—— 這 DMA旨在使外圍設(shè)備和內(nèi)存之間的通道繞過(guò)處理器。CPU 即 既可用于執(zhí)行其它功能,提高系統(tǒng)的性能,還可因其較少的工作任務(wù)而放緩速度以便節(jié)約能量。
時(shí)鐘門控——這是降低能量消耗并同時(shí)保持相同性能和功能的有效策略。
分割——實(shí)現(xiàn)更好的速度和效率模型可以通過(guò)將集中的設(shè)備循環(huán)任務(wù)委托給硬件加速器而不是軟件。但是,這必須在保持軟件的靈活性的條件下完成,其中靈活性重要。
3不是為了高頻
在便攜式無(wú)線系統(tǒng)中,總線往往非常低而窄,只能傳輸一定量的數(shù)據(jù)。當(dāng)您增加CPU時(shí)鐘頻率時(shí),您必須輸入數(shù)據(jù)和指令,超頻的處理器將由于超頻而燒盡額外的能源,并終耗盡電池。這可通過(guò)在系統(tǒng)內(nèi)使用L2(第2層)高速緩沖存儲(chǔ)器來(lái)適當(dāng)緩解。未來(lái)的i.MX系列有望采用L2高速緩沖存儲(chǔ)器,減少CPU達(dá)到外部存儲(chǔ)極限的次數(shù)。
我們利用管理系統(tǒng)總線的豐富經(jīng)驗(yàn)來(lái)獲得的處理器——在性能和能量消耗之間找到平衡。我們基于ARM926內(nèi)核的CPU平臺(tái)利用多主 縱橫交換機(jī)設(shè)計(jì),旨在使多個(gè)主件能與多個(gè)附屬設(shè)備(外圍設(shè)備)同時(shí)對(duì)話。
改進(jìn)的性能不是為了通過(guò)加快時(shí)鐘來(lái)獲得更高CPU頻率,而是利用現(xiàn)有速度,從整個(gè)系統(tǒng)獲得更高的效率。智能電話和PDA有望采用綜合業(yè)務(wù),也可能包括藍(lán)牙技術(shù)和802.11 WLAN功能,所有這些都要求增加功能更強(qiáng)大、更有效的處理器。
i.MX系列旨在以較低的時(shí)鐘速度來(lái)做相同的工作,并將低速時(shí)鐘落實(shí)到重要的能量節(jié)約上。這項(xiàng)成功結(jié)合不管是現(xiàn)在還是將來(lái)都是i.MX的典范。
在近來(lái)的基準(zhǔn)研究中,i.MX在以下幾個(gè)方面都優(yōu)于Intel?/SUP> XscaleTM技術(shù)的PXA250處理器和TI的OMAP TM 1510處理器:
象這種能量性能意味著MXL DragonBall 處理器PDA旨在使用1000mAH電池來(lái)支持超過(guò)六小時(shí)的電影播放,并能提供50至70天的備用時(shí)間。
現(xiàn)實(shí)世界中的電池壽命或者持久性對(duì)無(wú)線用戶來(lái)說(shuō)完全與性能一樣重要。在處理性能上的進(jìn)步及其對(duì)電量的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)在電池壽命上的進(jìn)步。這就是我們?yōu)槭裁慈绱伺υ趶木w管到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中節(jié)約能量。我們知道電池技術(shù)跟不上我們的步伐,因此由我們負(fù)責(zé)來(lái)彌合系統(tǒng)能量要求和可用的電池電量之間的差距。
5思考系統(tǒng)
i.MX是摩托羅拉大型無(wú)線應(yīng)用系統(tǒng)的一部分,全面集成的innovative Convergence平臺(tái)提供了的芯片組、軟件引擎以及開(kāi)發(fā)環(huán)境,該環(huán)境對(duì)支持藍(lán)牙技術(shù)與JavaTM 2 Micro Edition (J2METM)執(zhí)行的2.5G和3G蜂窩開(kāi)發(fā)不可或缺。該平臺(tái)旨在將 i.MX與同類蜂窩處理器無(wú)縫集成。我們可以改變和提高DragonBall處理器,而不必重新確認(rèn)載波智能電話的蜂窩功能。摩托羅拉已經(jīng)利用20多年的蜂窩經(jīng)驗(yàn)來(lái)開(kāi)發(fā)GSM/GPRS手機(jī)的i.250平臺(tái)以及GSM/ UMTS手機(jī)的i.300平臺(tái)。
摩托羅拉i.MX平臺(tái)具有多操作系統(tǒng)和備用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng),并包括支持藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)的接口。
來(lái)源:零八我的愛(ài)
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