高速發展的信息時代,需要高級的處理平臺
隨著無線通信技術的不斷發展,尤其近年2.5G和3G通信技術的出現使得當今的手機功能日益強大。但目前很多具備高級功能的手機產品售價還相當的高,而從以往的經驗來看只有把越來越多的功能整合到單個或者幾個芯片上后,手機功能的增強才是普及性的,成本也會降低。目前為了適應手機需要越來越多功能和更便利交互數據、傳輸文件的因素。智能手機逐漸走向了主流。
但是智能手機雖然可以為用戶帶來了更加便捷的移動體驗,但是由于所包含的功能塊不斷增多,其耗電量及所需處理的數據量也隨之不斷提高,同時智能手機芯片結構與設計過程也變得日趨復雜,這樣就會直接影響到新款手機的上市時間。因此,對于智能手機廠商而言,采用何種手機開發平臺具有十分重要的意義:先進、成熟的手機開發平臺不僅能極大地減少技術風險,降低開發成本,縮短新產品研發生產周期,還有利于生產廠商迅速進入并占領市場。而這種平臺一般都是由一個或者幾個芯片來構成的,期中整合了大部分廠商所需要的功能,因此基于這種平臺進行開發才是更科學的,因為如果自行配置平臺這樣的周期和代價實在太高。
目前,市場上有多家公司都在極力推行自己的智能手機平臺,其中包括TI(德州儀器) 、Motorola(摩托羅拉)、Intel(英特爾)、Qualcomm(高通)等。這幾家廠商中TI以及摩托羅拉是絕對的老牌廠家,而Intel則是期中的新軍,其成長的速度卻是非常快的,特別是近幾年手機對處理器芯片效率越來越高的時候,Intel這家老牌的處理器生產廠商在這個方面有著高人一等的能力。
回顧歷史:

PXA800F處理器架構圖,其整合了4MB的Flash芯片
Intel目前是世界上最大的半導體生產公司,其在處理器上的造詣幾乎無人可以比,同時Intel也是全球最大的手機閃存芯片提供商。單就憑借這兩點,Intel就擁有了其它廠商無法比擬的優勢,不過在手機平臺領域,Intel的起步比較晚,失去了很多先機。當年Intel最早退出的PXA800F平臺是一個非常不錯的平臺,但因為支持者寥寥無幾,這樣游戲的產品最終擱置,到目前一款基于這種平臺的手機都沒有發布過。但是,很快Intel意識到了自己的錯誤(功耗上控制不是非常好,兼容性還有待提升),也發現了應該如何去改變這種情況。隨后其推出的基于XScale架構的PXA 26x/PXA27x則完全的扭轉了局面,越來越多的智能手機開始搭載Intel的處理器,目前幾乎所有主流高端非Symbian系統的智能手機基本都搭載了Intel的PXA系列處理器。
其實Intel的PXA之所以會成功這同其設計思路以及高超的設計能力是分不開的,Intel的PXA處理器最早被稱為XScale處理器,XScale也是一款源自ARM處理器(Advanced RISC Machines 高級RISC機器公司)的一種衍生,不過其在架構擴展的基礎上保留了對以往軟件的向下兼容性。
ARM公司成立于1990年,最早由Arcon、Apple和VLSI合資成立,之所以這三家公司會在一起進行合資開發,主要是AAcron需要為Archimedus電腦設計處理器;Apple則也需要一顆可以替代摩托羅拉68K CISC處理器的產品;VLSI則需要一種RISC架構的處理器整合在自身的系統中。
ARM在成功設計之后很快獲得了成功,而各種ARM核心版本(主要為6、7、9、10、11,也稱為ARM 6、ARM 7、ARM 9、ARM 10以及ARM 11)被其它眾多的公司諸如:DEC、Intel、TI、Atmel等采用,因為ARM處理器最大的特點就是:功耗低、應用方案靈活、可以方便為多媒體信號添加指令集等。在當時ARM架構以其簡便、靈活的特點給當時其它廠商相當大的壓力。而且ARM的出現真正影響到了手持設備的發展,因為到目前來說幾乎所有的手持操作系統包括智能手機都采用了ARM架構進行設計,可以這么理解ARM其實就是一種標準的指令集,不同的廠商開發的只是不同外殼或者說不同功能擴展的產品,而本質都是ARM處理器。
DEC 1996年發布的SA-110 StrongARM處理器
在ARM推出一款時間之后,DEC獲得了許可并開發出高級版本--StrongARM,隨后DEC被Compaq收購,StrongARM技術和專利被Intel全部收購,并且Intel最早以StrongARM SA1100處理器的形式推廣出來,很快被眾多Pocket PC所采用。雖然在當時來看這種架構幾乎是效率最高的方案了,但是由于產品集成度不高,整合了過多無用的功能使得其想在今后繼續發展設置了障礙。而Xscale則是就是為了改變StrongARM這種現狀的產品。
徹底的革新--Xscale
Xscale是一款功耗低、伸縮度高的產品,并且其最大的優勢就是核心頻率可以高速的提升,在發布的伊始就開發出頻率高達400Mhz的版本,這在3-4年以前是相當可觀的。此外Xscale整合了以往其它ARM處理器所不會去整合的多媒體指令集--Wireless MMX,這種指令集類似桌面處理器的多媒體指令集,是一種64bit的精簡指令,這種指令集可以大大的優化視頻播放、3D圖像顯示、音頻處理等應用,同時這種指令集也會大大降低程序開發者的開發難度,從而加快開發進度。
Xscale處理器實際大小
基于Xscale架構,Intel到目前為止一共開發三個系列的處理器,期中包括PXA25x、PXA26x以及最新的PXA27x。
這其中PXA25x是最早一代的產品,其工作頻率為200、300、 400MHz,使用0.18微米工藝制程、整合32KB的指令緩存,32KB數據緩存以及多媒體流數據專用2KB緩存;最高支持256MB的內存、整合雙通道PCMCIA、CF卡控制器、MMC/SD控制器;整合LCD顯示控制器、AC97音頻、USB接口、紅外接口、藍牙接口;產品采用256針的PBGA封裝,核心大小17×17 mm。
PXA25x是一款技驚四座的產品,在推出的伊始就獲得了很大的成功,在當時就已經有廠商試探性的推出了基于PXA 25x處理器的智能手機產品,不過對于智能手機來說PXA255還遠不能滿足它們的需要,因為PXA25x要實現通訊網絡的支持還需要眾多的其它芯片,同時不整合Flash芯片讓其變得無法勾起主流手機廠商的興趣。
PXA26x就是為了彌補PXA25x的不足而開發的產品,這款產品最大的特點就是整合了Flash芯片,這樣對于那些手機開發廠商來說顯然可以降低不少最終產品的成本。PXA26x有兩個版本,一個版本整合16MB的閃存(PXA261)另外一個版本整合32MB的閃存(PXA262);總體來說PXA26x的功能是類似于PXA255的,只是增加了Flash支持以及去除了一些不必要整合的接口和功能,因此采用了294針的PBGA封裝,核心大小卻降低到14x14mm,這為方便的安裝在手機中奠定了基礎。著名的Mitac(神達)的8390就是基于Intel的PXA262處理器。

神達的8390智能手機
不過,Intel對PXA25x/26x芯片還并不算滿意,它希望發布一款更加適合于小型設備且效率更高的處理芯片,并且這種芯片將在很長一段時間內保持技術的領先--因此一個新的代號為Bulverde的處理器就此誕生。相比原來的Xscale架構,Bulverde處理器提高了處理媒體處理的效率,同時優化和處理器的功耗,此外添加了眾多針對移動終端設備所設計的功能。在Bulverde處理器中最重要的三個技術特點就是:Quick Capture(快速拍攝)、Wireless Speed Step(無線動態節能)和Wireless MMX(無線MMX指令)。最終在去年的IDF上Intel正式推出了基于Bulverde處理器,這種處理器最終被定名為PXA27x。