新式手机中的多任务多媒体

　　当今，手机不仅仅需要保持它原来做为通信工具的目的，而且也需要是一个高端音乐播放机、数码相机和PC的调制解调器。为了支持所有这些要求，它必须有效和最佳地传输数据。

　　从PC到手机高密度传输音乐、图像和视频文件，在现有手机结构中存在1个特有的瓶颈。现在，手机用全速USB进行这些传输，用基带处理器做为主处理器，使这些数据密集操作变容易。因为基带需要涉及高速数据传速，所以结合采用较慢的全速USB替代高速USB导致现有的手机设计不能用做通信，PC到手机传输是慢速的。图1示出已有手机框图。

　　                          图1 现有手机USB结构 

　　各种消费者报告表明这种结构类型导致100个mp3文件下载时间大约为1个小时。这样的性能消费者是不能接受的，消费者希望高端便携媒体播放机有优质下载速度。为了解决此问题，首先确定的改进是采用高速USB控制器。全速USB技术的吞吐量为12Mbis/s，而高速USB是480Mbit/s，这有40倍的改进。

　　USB器件

　　任何系统中的全速或高速USB器件都包含几个标准元件。它必须包含存储USB数据的缓冲器(通常称之为端点缓冲器)，串行接口引擎(SIE)，USB收发器(PHY)，配置/状态/控制寄存器和存储USB软件栈的程序存储器。端点缓冲器存储所有USB数据，其结构往往是先进光出(FIFO)结构。SIE的功能是发送和接收来自端点缓冲器的数据。SIE检测和生成标准USB分组信号以及编码和译码USB数据到并行总线，与PHY通信。PHY是一个模拟开关。它是SIE并行总线和USB 连接器的串化D+和D-线之间的硬件接口。

　　手机中的模拟USB PHY从来没有集成到数字基带处理器中，这是由于一定的技术限制，导致图1所示的结构。大多数基带处理器已集成数字全速USB元件，然而，少量基带处理器支持高速USB。对于支持高速USB的基带处理器，有两类高速USB PHY可供选择。PHY的选择基于基带处理器中的高速USB接口。第1个接口是通用串行总线收发器宏小区接口(UTMI)，它的最小引脚数为22、最大引脚数为46。第二个接口是UTMI低引脚接口(ULP)，把数字基带和模拟PHY之间的引脚数减少为5~8个引脚，它也减小了PHY尺寸(由于降低了引脚数)。图2示出带Cypress MoBL-USB TX2(高速USB PHY)的框图。

　　                  图2 带HS-USB PHY的手机USB结构

　　对于不支持高速USB的基带处理器，可以用一个全USB控制器方案增加此功能到手机中，这包括集成在一个芯片中的数字和模拟USB单元。图3示出这种方案的Cypress MoBL-USB FX2 LP18P实例。

　　                  图3 带HS-USB控制器的手机USB结构

　　图2和图3方案示出增加高速USB到手机来解决从PC下载速度慢的问题。两种结构都使下载100首歌曲从用时1小时降到小于5分钟。

　　这些结构在从PC到手机高数据密度传输中仍需要基带处理器的卷入和带宽。随着基带处理器需要处理通信、操作系统和其他任务，这会减慢来自PC的数据传输。用1个高速USB/大容量存储桥器件(如Cypress公司的West Bridge Antioch外设控制器)可以解决此问题(见图4)。

　　               图4 带HS-USB大容量存储控制器的手机USB结构

　　从图可见，现在基带处理器脱离装入数据密集传输，释放关键的手机资源并降低PC下载时间。从图2和图3中PC到大容量存储器的两步处理变到现在的单步处理。随着手机用户开始需求较高密度存储，有高达500个mp3传输似然性，而传输时间的更多减小是关键。

　　桥方案

　　图4所示的桥方案对于多任务多媒体也是必须的。随着蜂窝通信技术从2G和2.5G技术(如CDMA，GSM，GPRS和EDGE)演变到3G和3.5G技术(如CDMA 2000EV-DO，WCDMA，HSDPA ，HSUPA)，这些技术的数据率正在接近14Mbit/s。手机可以连接到PC并做为Internet连接。做为手机相机改进到3.1非像素或更高，使从手机到PC的图像数据传输量增加。随着电邮和文件变大，正在需要较快的PC同步。用Cypress West Bridge方案(具有16个USB端点)可以同时使所有这些使用模式成为可能。桥方案中的端点缓冲器数量表明在手机可以使能的多任务水平。

　　基带处理器的设计和存在时间大于手机中其他芯片。桥方案的另外优点是：由于它的设计周期比较短，这可以为大容量存储器接口(基带中不包含)增加支持。例如，West Bridge Antioch外设控制器包含对最新手机存储器件(如安全数字(SD)，多媒体卡(MMC)，硬盘驱动(HDD)，NAND闪存)的支持。此功能不仅仅增加连接最新存储器件的能力，而且也改善了性能。

　　如同所有手机方案一样，“4P”(封装，价格，性能和功率)准则是重要的考虑。本文所示的图2、图3和图4方案在手机市场都有各自的应用场合。然而，随着消费者需求推动手机趋向媒体中枢，West Bridge Antioch桥方案正在变得更加必要，使手机增加综合价值和使用户需要的多任务水平成为可能。