球盟会体育智能手机的硬件体系结构简介随着通信产业的不断发展移动终端已经由原来单一的通话功能向话音、数据、图像、音乐和多媒体方向综合演变，

　　而对于移动终端基本上可以分成两种：一种是传统手机（feature phone）;另一种是智能手机（smart phone）智能手机具有传统手机的基本功能并有以下特点：开放的操作系统、硬件和软件的可扩充性和支持第三方的二次开发相对于传统手机智能手机以其强大的功能和便捷的操作等特点越来越得到人们的青睐将逐渐成为市场的一种潮流。

　　然而作为一种便携式和移动性的终端完全依靠电池来供电随着智能手机的功能越来越强大其功率损耗也越来越大因此必须提高智能手机的使用时间和待机时间对于这个问题有两种解决方案：一种是配备更大容量的手机电池;另一种是改进系统设计采用先进技术降低手机的功率损耗。现阶段手机配备的电池以锂离子电池为主虽然锂离子电池的能量密度比以往提升了近30％但是仍不能满足智能手机发展需求就目前使用的锂离子电池材料而言能量密度只有20％左右的提升空间而另一种被业界普遍看做是未来手机电池发展趋势的燃料电池能使智能手机的通线个月但是这种电池技术仍不成熟离商用还有一段时间［1］增大手机电池容量总的趋势上将会增加整机的成本，因此从智能手机的总体设计入手应用先进的技术和器件进行降低功率损耗的方案设计从而尽可能延长智能手机的使用时间和待机时间事实上低功耗设计已经成为智能手机设计中一个越来越迫切的问题。

　　主处理器运行开放式操作系统负责整个系统的控制从处理器为无线Modem部分的DBB（数字基带芯片）主要完成语音信号的A／D转换、D／A转换、数字语音信号的编解码、信道编解码和无线Modem部分的时序控制主从处理器之间通过串口进行通信主处理器采用XXX公司的CPU芯片它采用CMOS工艺拥有ARM926EJ-S内核采用ARM公司的AMBA（先进的微总线 kB的指令Cache、16 kB的数据Cache和MMU（存储器管理单元）为了实现实时的视频会议功能携带了一个优化的MPEG4硬件编能对大运算量的MPEG4编解码和语音压缩解压缩进行硬件处理从而能缓解ARM内核的运算压力主处理器上含有LCD（液晶显示器）、摄像机、SDRAM和SROM、很多通用的GPIO口、SD卡接口等这些使它能很出色地应用于智能手机的设计中

　　在硬件架构中智能手机的工作模式与主CPU的工作模式密切相关为了降低功耗主CPU定义了4种工作模式：General Clock Gating mode;IDLE mode：SLEEP mode;Stop mode在主CPU主频确定的情况下智能手机中定义了对应的4种工作模式：正常工作模式（Normal）;空闲模式（Idle）;睡眠模式（Sleep）;关机模式（OFF）各种模式说明如下：

　　在硬件系统的架构中可以看到主CPU通过相应的接口外接了很多外部设备例如LCD球盟会官方网入口、摄像机、IrDA（红外适配器）、蓝牙、音频编、功率放大器等设备当智能手机处于正常工作模式时对处于空闲状态的外设可以通过主CPU的GPIO口控制给外设供电的LDO或者DC／DC电源芯片通过关闭外设的供电电源芯片以达到关闭外设的目的特别是对于大功耗的外设必须对其进行可靠的关闭对于一些正在工作的外设如音频编通过设置内部的寄存器关闭芯片内部不使用的通道、功率放大器、D／A转换器等以降低这些器件工作时的功耗

　　在图1所示的智能手机硬件架构中SPI接口、USB HOST接口没有使用因此可以通过设置SPCONO和HcControl寄存器永远地关闭SPI和USB HOST接口这样可以节省0.9（0.5+0.4）mA的电流当智能手机处于正常工作状态下可以对空闲的接口进行关闭以进一步降低智能手机的功耗还可以防止总线上倒灌电流的影响。

　　对于系统中CMOS器件的悬空引脚必须给予重视因为CMOS悬空的输入端的输入阻抗极高很可能感应一些电荷导致器件被高压击穿而且还会导致输入端信号电平随机变化导致CPU在休眠时不断地被唤醒从而无法进入睡眠状态或其他莫名其妙的故障所以正确的方法是根据引脚的初始状态将未使用的输入端接到相应的供电电压来保持高电平或通过接地来保持低电平

　　如图1所示智能手机的硬件体系结构采用双CPU架构无线Modem作为主CPU的一个外设与主CPU芯片的其他外设相比具有其特殊性例如当智能手机处于睡眠模式时可以直接关闭LCD、摄像机等外设的供电电源而无线Modem不行必须要求无线Modem具有继续等待来电、搜索网络等功能而不能直接将其关闭而对于本文硬件架构中的无线Modem方案其中也拥有一个系统内部运行完整的GSM（全世界移动通信系统）协议和独立的电源管理模块主CPU可以通过UART口和无线Modem进行电源管理协商无线Modem内部的电源管理由自己来控制当无线Modem处于空闲状态时自己能完好地进入和退出待机模式因此在本文的硬件架构的设计上当智能手机开机时给无线Modem加电、关机时对Modem进行断电

　　从表2可以看出经过优化设计智能手机在空闲模式下电流值减小了10.2 mA在睡眠模式下电流值减少了1.5 mA对于无线Modem由于自身含有独立的电源管理模块基本上在3 mA左右变化不大相比未经优化设计智能手机经过优化设计后在睡眠模式下和空闲模式下功率损耗有了显著的降低在相同的电池容量下大大提高了智能手机的待机时间和使用时间因此通过上述方法可以有效地降低智能手机的功耗

　　随着手机技术的发展特别在智能手机设计中低功耗设计会成为一个越来越迫切的问题随着一些新技术的出现并应用于智能手机的设计中例如先进的电源管理芯片、先进的处理器给设计者提供了更大的灵活性可以大大降低智能手机功耗但是作为设计者在进行系统设计和软件编程时必须时时考虑如何降低系统的功耗只有这样设计出的系统才能拥有一个良好的性能得到用户的青睐