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應用處理器AP概述

移動終端晶片其他部分見“一站式了解智能終端處理器”。

功能機時代,擴充手機特性是在基帶晶片上進行,手段包括:更新基帶晶片獲得更強的計算能力、電路進行重新設計以增加功能如照相機和SD卡擴充、編寫并執行新應用程式等。如此一來,基帶晶片現有的功能都要徹底地重新驗證,即使它們以前進行過測試。此外,程式代碼的規模也将非常大而且很複雜。多功能手機中,DSC、MP3、遊戲和視訊等應用百花齊放,隻用基帶晶片實作這些功能将顯著增加CPU的負荷并影響通信處理性能。是以單晶片方案導緻開發和調試的時間拉長,并最終增加開發的成本。

随着技術的發展和市場的推動,移動終端邁入雙處理器平台智能機時代-應用處理器作為主要CPU,相當于傳統PC,運作一個作業系統管理移動終端所有硬體資源、支援應用程式拓展;基帶處理器則負責移動接入、電話等傳統移動終端功能。雙處理器架構分AP、CP分離和SoC內建兩種模式,具體參見博文“智能終端雙處理器架構”。

應用處理器(AP)适合于擴充手機功能,而且采用子產品化架構的AP子系統可重複用在不同移動系統制式的手機。通過采用子產品化的AP架構,曾經占用過多CPU資源的多媒體功能應用程式可以在AP上執行。現有手機上的大部分代碼和電路隻需稍加修改就可重複使用。軟體工程師因而可以将精力集中于開發新的應用程式。這些應用程式隻需在AP上開發和調試。本文描述了對AP的要求以及AP與現有基帶晶片的整合。

圖1是一款AP、CP分離式智能終端中的主要功能電路和晶片組示意圖,從中可以看出所有的硬體元件都由AP操控,應用處理器電源管理是為了節電設計的電源控制。CP的特殊性需要獨立的電源管理元件。圖2是ARM架構上的典型AP的内部基本構成,AP上可能內建了專門用于圖像處理的GPU。GPU更加注重圖像處理方面,CPU則擔負着整個電腦的協調工作。

以子產品化架構的形式,AP構成一個子系統并與基帶處理器隔離開來。音頻編碼/解碼器可以連接配接到基帶或AP處理器上,具體做法取決于所涉及的難度。SD/MMC卡連到AP以便在外部存儲資料。片上的NAND/AND閃存可用于存儲除引導加載器之外的資料和主程式。NOR閃存也可用于存儲主程式和引導加載器,這取決于成本。SDRAM作為運作存儲器,對處理圖像資料的多媒體應用來說,它應該很大。

應用處理器AP概述

圖1 應用處理器AP子產品化架構

應用處理器AP概述

圖2 典型ARM架構應用處理器

為了管理和使用基帶處理器,AP必須具備一些特殊的功能如基帶引導和bypass功能。

1,基帶引導功能

AP必須能夠引導CP的啟動和恢複,通常CP的Boot引導程式和RTOS軟體包存儲在NAND/Nor閃存上。上電啟動或者重新開機時,AP的引導加載器該能支援CP将Boot代碼、主程式從資料閃存加載到SDRAM,并最終運作、完成CP啟動。同時AP還應該支援CP的調試,存儲和管理工程模式下CP可能的調試Log。

2,Bypass功能

當智能終端連接配接在PC被當做無線modem使用時,AP可處于睡眠狀态,這就要求AP支援Bypass以使CP和PC可以直接通信。另外Bypass特性還可使得基帶處理器可以直接通路LCD,即使該AP處于節電模式下。