支持智能手机设计差异化

在过去的一年中，全世界大部分智能手机采用共同的安卓(Android™)平台，硬件供应商在使用共同软件的同时保持品牌差异化方面的努力还未被广泛认同。过去一年里，手机硬件和软件供应商之间已经达成了一些重大的默契，以期尝试和建立差异化。由于驱动核心硬件组的标准软件的使用，这样一些变化正在发生。本文将介绍半导体公司如何向那些允许使用不同硬件，同时仍然兼容软件平台的手机供应商提供各种不同的元件。

安卓平台是谷歌引领开发的便携设备操作系统。该平台意欲成为便携设备的标准，使用该平台，软件开发人员能够提供与提供商无关的公共应用程序。在硬件方面，多家公司创建核心芯片和参考设计，并销售予各个移动手机供应商，这是运行公共软件所需要的。但是，当软件必须与多种参考设计的所有硬件兼容时，便会产生一个问题。因为每个参考设计可能具有不同的基带处理器(BBP)或应用处理器(AP)。

例如：如果将两个使用相同安卓平台的手机供应商制造的两部智能手机的micro-USB端口进行比较，就会发现通过这些端口的信号的变化很大。端口的主要功能是传递数据，但是需要使用额外的信号经由通用异步接收器/发送器(UART)对手机进行编程，或者访问如图1所示的充电器等特殊附件。

图1- USB端口扩展功能

仔细观察后，将会发现两种完全不同的USB端口实现方式。一种智能手机可能将USB收发器和电源都做在PMIC(功率管理集成电路)内，而另一种(如在iSuppli数据中所见)可能使用了飞兆半导体的FSA9480附件开关。

在第一种情况下，BBP将使用软件与PMIC进行交互，以便与插入USB端口的附件进行通信。在第二种情况下，飞兆半导体的FSA9480附件开关提供自动探测功能，确定与USB端口连接的是什么附件并做出正确的连接。这种设想给安卓应用开发人员造成了一个基本的问题。虽然安卓平台具有针对所有软件开发人员的参数，但是在智能手机设计中，半导体硬件有着非常大的不同。这种元件的不同是由于每个智能手机供应商具有不同的设计技术和供应商关系，从而选择和使用不同的半导体元件。这并不是说应用程序会不工作。但是在某些情况下，开发人员需要密切关注设计中的半导体器件构成，以便使多个智能手机制造商能够为用户提供相同的体验。为了帮助解决这一问题，可以对半导体器件进行设计，以便配合基带处理器的协议并维持该硬件与软件的关系。

让我们来看看这种情况，某种特定智能手机的USB端口使用该器件的软件应用程序能够探测基座(docking station)，这个应用程序可以调整音量、选择通道以及进行其他控制，但仅限于该特定的基座和智能手机。如果其他智能手机制造商希望使用该基座，他们则不得不修改其自身设计以便与该基座共用，或者开发他们自己的基座设计。在某些情况下，应用程序开发人员必须与智能手机制造商联系，对代码进行纠正，否则，应用程序会全部瘫痪。然而，解决方法在于选择基座自身所使用的半导体器件。公司可以声明，在基座USB端口的识别(ID)引脚上会有一个“标准”电阻，所以让任何智能手机都能够识别这个基座。这有助于解决问题，并可让FSA9480或PMIC正确地识别外部设备和维持应用软件的功能性。

在另一种情况下，当公司拥有一个参考设计，但决定调整材料清单时，这种互操作性变得更加复杂。如上所述，发生这种情况的原因有许多(例如某特定半导体公司的更好的交付，拥有不同的装配测试系统等)。虽然主要的操作系统是安卓平台，但是便携设备供应商还是要进行软件开发，以便使得安卓软件能够与指南针、GPS或RF IC等半导体附件进行通信。如果设计人员决定用其他公司的元件替代半导体附件，可会导致设计失效。A公司的IC可能具有与替代它的IC完全不同的电压。差异是由于半导体公司的制造工艺或现有设计是不同的。无论如何，手机供应商需要解决这个问题，以便使其最终产品能够与软件应用程序协同工作。硬件工程师的任务是保证在不修改软件的条件下硬件功能正常。

如果两个IC之间的唯一差异是通信线路的电平，硬件工程师可以通过采用电平转换器来解决这一问题，例如：如图2所示的FXLA102两位电平转换器。这款转换器在处理器和IC之间创建一个无缝接口，不会涉及到软件更改。因此，手机厂商现在可以拥有一个可行的智能手机设计，而无需对软件进行更改。正是这种情形带来了对支持半导体器件的需求，目的是让安卓软件无缝地适用于多个移动设备制造商的产品。

图2- FXLA102电平转换器

最后的示例是各种等级的智能手机的涌现，从低端到高端。起初，这对于世界各地不同的市场而言是有了很好的选择。事实上，随着低端手机的涌现，降低材料清单成本成为必然。低端智能手机包含许多成本较低的元件，这些元件有助于达到目标价格要求，同时仍然能够正常工作。制造商可能避开昂贵的PMIC而选择购买由低压MOSFET、LDO和开关稳压器等组成的分立解决方案，以便降低价格。为了达到与PMIC相同的功能，可以使用一些标准元件，但是半导体公司将不得不开发满足相同协议和电压要求的其他元件。这样，即便硬件完全不同，从软件方面可以获得相同的充电时间或供电方面的体验。

许多半导体公司不得不开发发灵活的IC，以期支持多种不同平台。例如：世界各地有着两种类型的手机设计——一种配置是将插孔的最后一个引脚设置为接地(GND)，最后第二个引脚设置为麦克风;另一种配置则是将接地设置在最后第二个引脚，而最后一个引脚设置为麦克风，配置刚好相反。如果设计人员在开发一款低端智能手机，并且需要同时兼容两种手机配置类型，则会需要对音频端口进行检测和配置。半导体公司可以开发出一种具有这种功能的产品，可让低端智能手机使用为这些手机开发的标准软件。这种灵活IC产品的一个示例就是如图3所示的FSA8049，这是一种音频插孔检测开关，能够自动检测接地和麦克风引脚并配置正确的连接，不影响用户的体验。

图3 FSA8049音频插孔检测开关

正如我们所见到的，半导体元件不仅仅用来实现便携产品制造商之间的差异，它们也能够让不同的智能手机设计拥有相同的安卓平台用户体验。无论那家公司开发了哪种便携设备，都可以设想有各种半导体器件在幕后工作，实现平常功能的无缝运作。