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智能終端

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 一般而言,智能終端是一類嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備,因此其體系結(jié)構(gòu)框架與嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是一致的;同時,智能終端作為嵌入式系統(tǒng)的一個應(yīng)用方向,其應(yīng)用場景設(shè)定較為明確,因此,其體系結(jié)構(gòu)比普通嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確,粒度更細(xì),且擁有一些自身的特點(diǎn)。

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智能終端簡介

  一般而言,智能終端是一類嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備,因此其體系結(jié)構(gòu)框架與嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是一致的;同時,智能終端作為嵌入式系統(tǒng)的一個應(yīng)用方向,其應(yīng)用場景設(shè)定較為明確,因此,其體系結(jié)構(gòu)比普通嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確,粒度更細(xì),且擁有一些自身的特點(diǎn)。

  智能終端體系結(jié)構(gòu)分為硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)

  從硬件上看,[1] 智能終端普遍采用的還是計算機(jī)經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)——馮·諾依曼結(jié)構(gòu),即由運(yùn)算器(Calculator,也叫算術(shù)邏輯部件ALU)、控制器(Controller)、存儲器(Memory)、輸入設(shè)備(Input Device)和輸出設(shè)備(Output Device)5大部件組成,其中的運(yùn)算器和控制器構(gòu)成了計算機(jī)的核心部件—中央處理器(Center Process Unit,簡稱CPU)。

智能終端百科

  一般而言,智能終端是一類嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備,因此其體系結(jié)構(gòu)框架與嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是一致的;同時,智能終端作為嵌入式系統(tǒng)的一個應(yīng)用方向,其應(yīng)用場景設(shè)定較為明確,因此,其體系結(jié)構(gòu)比普通嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確,粒度更細(xì),且擁有一些自身的特點(diǎn)。

  智能終端體系結(jié)構(gòu)

  一般而言,智能終端是一類嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備,因此其體系結(jié)構(gòu)框架與嵌入式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)是一致的;同時,智能終端作為嵌入式系統(tǒng)的一個應(yīng)用方向,其應(yīng)用場景設(shè)定較為明確,因此,其體系結(jié)構(gòu)比普通嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加明確,粒度更細(xì),且擁有一些自身的特點(diǎn)。

  智能終端體系結(jié)構(gòu)分為硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)

  從硬件上看,[1] 智能終端普遍采用的還是計算機(jī)經(jīng)典的體系結(jié)構(gòu)——馮·諾依曼結(jié)構(gòu),即由運(yùn)算器(Calculator,也叫算術(shù)邏輯部件ALU)、控制器(Controller)、存儲器(Memory)、輸入設(shè)備(Input Device)和輸出設(shè)備(Output Device)5大部件組成,其中的運(yùn)算器和控制器構(gòu)成了計算機(jī)的核心部件—中央處理器(Center Process Unit,簡稱CPU)。

  一般而言,由于目前通信協(xié)議棧不斷增多,多媒體與信息處理也越來越復(fù)雜,往往將某些通用的應(yīng)用放在獨(dú)立的處理單元中去處理,因而形成一種松耦合的主從式多計算機(jī)系統(tǒng)。

  智能系統(tǒng)的多計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  每一個處理單元都可以看作一個單獨(dú)的計算機(jī)系統(tǒng),運(yùn)行著不同的程序。每個從處理單元通過一定的方式與應(yīng)用處理單元通信,接受應(yīng)用處理單元的指令,進(jìn)行相應(yīng)的操作,并向應(yīng)用處理單元返回結(jié)果。這些特定的處理單元芯片往往是以ASIC的形式出現(xiàn)的,但實(shí)際上仍然是片上計算機(jī)系統(tǒng)。例如,常用的2.5G基帶處理芯片實(shí)際上就是依靠內(nèi)置的ARM946核執(zhí)行程序來實(shí)現(xiàn)GSM、GPRS、EDGE協(xié)議的處理

  軟件結(jié)構(gòu)

  我們知道,計算機(jī)軟件結(jié)構(gòu)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。在智能終端的軟件結(jié)構(gòu)中,系統(tǒng)軟件主要是操作系統(tǒng)和中間件。操作系統(tǒng)的功能是管理智能終端的所有資源(包括硬件和軟件),同時也是智能終端系統(tǒng)的內(nèi)核與基石。操作系統(tǒng)是一個龐大的管理控制程序,大致包括5個方面的管理功能:進(jìn)程與處理機(jī)管理、作業(yè)管理、存儲管理、設(shè)備管理、文件管理。常見的智能終端操作系統(tǒng)有Linux,Windows CE,Symbian OS,iPhone OS等。中間件一般包括函數(shù)庫和虛擬機(jī),使得上層的應(yīng)用程序在一定程度上與下層的硬件和操作系統(tǒng)無關(guān)。應(yīng)用軟件則提供供用戶直接使用的功能,滿足用戶需求。 從提供功能的層次來看,可以這么理解,操作系統(tǒng)提供底層API,中間件提供高層API,而應(yīng)用程序提供與用戶交互的接口。在某些軟件結(jié)構(gòu)中,應(yīng)用程序可以跳過中間件,而直接調(diào)用部分底層API來使用操作系統(tǒng)提供的底層服務(wù)。 以Google主導(dǎo)的Android智能終端軟件平臺為例,在操作系統(tǒng)層次上為Linux。在中間件層次上,還可以細(xì)分為兩層,下層為函數(shù)庫和Dalvik虛擬機(jī),上層為應(yīng)用程序框架,通過該框架,可以使某個應(yīng)用發(fā)布的服務(wù)能為其它應(yīng)用所使用。最上層的應(yīng)用程序使用下層提供的服務(wù),來最終的為用戶提供應(yīng)用功能。

  智能終端硬件系統(tǒng)

  智能終端硬件系統(tǒng)組成,抽象來說,以主處理器內(nèi)核為核心,將智能終端硬件系統(tǒng)分為3個層次來進(jìn)行描述,分別是主處理器內(nèi)核,SoC級設(shè)備,板級設(shè)備。主處理器內(nèi)核與SoC級設(shè)備使用片內(nèi)總線互連,板級設(shè)備則一般通過SoC級設(shè)備與系統(tǒng)連接。

  CPU和內(nèi)部總線構(gòu)成了一個一般的計算機(jī)處理器內(nèi)核,提供核心的運(yùn)算和控制功能??紤]到系統(tǒng)的成本和可靠性,一般而言會把一些常用的設(shè)備和處理器內(nèi)核集成在一個芯片上,例如Flash控制器,Mobile DDR控制器,UART控制器,存儲卡控制器,LCD控制器等等。板級設(shè)備一般通過通信接口與主CPU連接,通常是一些功能獨(dú)立的處理單元(如移動通信處理單元,GPS接收器)或者交互設(shè)備(如LCD顯示屏,鍵盤等)。

  板級設(shè)備是不與處理器內(nèi)核在同一芯片上的其它設(shè)備。稱其為板級設(shè)備,主要是從與主處理器內(nèi)核關(guān)系的角度出發(fā)的,從架構(gòu)上看,其本身可能也是一個完整的計算機(jī)系統(tǒng),例如GPS接收器里也集成了ARM內(nèi)核來通過接收的衛(wèi)星信號計算當(dāng)前的位置。板級設(shè)備通常使用數(shù)據(jù)接口與主處理器連接,例如,GPS接收器一般使用UART接口與主處理器交換數(shù)據(jù)。 板級設(shè)備非常豐富,主要有以下幾類:存儲類 如內(nèi)存芯片、Flash芯片等 ;移動通信處理部分 ; 移動通信處理部分主要提供移動通信的支持,包括基帶處理芯片和射頻芯片。基帶處理芯片用來合成即將的發(fā)射的基帶信號,或?qū)邮盏降幕鶐盘栠M(jìn)行解碼。基帶處理芯片一般是微處理器+數(shù)字信號處理器的結(jié)構(gòu),使用UART接口與主處理器相連接。射頻芯片則負(fù)責(zé)發(fā)送和接受基帶信號。 ? 通信接口類 如藍(lán)牙控制器,紅外控制器,WiFi網(wǎng)卡等。 ? 交互類 ; 如揚(yáng)聲器,麥克風(fēng),鍵盤,LCD顯示屏等。 ? 傳感器類; 如攝像頭,加速度傳感器,GPS等。

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