當今，手機不僅僅需要保持它原來做為通信工具的目的，而且也需要是一個高端音樂播放機、數(shù)碼相機和PC的調(diào)制解調(diào)器。為了支持所有這些要求，它必須有效和最佳地傳輸數(shù)據(jù)。
從PC到手機高密度傳輸音樂、圖像和視頻文件，在現(xiàn)有手機結(jié)構(gòu)中存在1個特有的瓶頸。現(xiàn)在，手機用全速USB進行這些傳輸，用基帶處理器做為主處理器，使這些數(shù)據(jù)密集操作變?nèi)菀?。因為基帶需要涉及高速?shù)據(jù)傳速，所以結(jié)合采用較慢的全速USB替代高速USB導(dǎo)致現(xiàn)有的手機設(shè)計不能用做通信，PC到手機傳輸是慢速的。圖1示出已有手機框圖。
圖1 現(xiàn)有手機USB結(jié)構(gòu)
各種消費者報告表明這種結(jié)構(gòu)類型導(dǎo)致100個mp3文件下載時間大約為1個小時。這樣的性能消費者是不能接受的，消費者希望高端便攜媒體播放機有優(yōu)質(zhì)下載速度。為了解決此問題，首先確定的改進是采用高速USB控制器。全速USB技術(shù)的吞吐量為12Mbis/s，而高速USB是480Mbit/s，這有40倍的改進。
USB器件
任何系統(tǒng)中的全速或高速USB器件都包含幾個標準元件。它必須包含存儲USB數(shù)據(jù)的緩沖器(通常稱之為端點緩沖器)，串行接口引擎(SIE)，USB收發(fā)器(PHY)，配置/狀態(tài)/控制寄存器和存儲USB軟件棧的程序存儲器。端點緩沖器存儲所有USB數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)往往是先進光出(FIFO)結(jié)構(gòu)。SIE的功能是發(fā)送和接收來自端點緩沖器的數(shù)據(jù)。SIE檢測和生成標準USB分組信號以及編碼和譯碼USB數(shù)據(jù)到并行總線，與PHY通信。PHY是一個模擬開關(guān)。它是SIE并行總線和USB 連接器的串化D+和D-線之間的硬件接口。
手機中的模擬USB PHY從來沒有集成到數(shù)字基帶處理器中，這是由于一定的技術(shù)限制，導(dǎo)致圖1所示的結(jié)構(gòu)。大多數(shù)基帶處理器已集成數(shù)字全速USB元件，然而，少量基帶處理器支持高速USB。對于支持高速USB的基帶處理器，有兩類高速USB PHY可供選擇。PHY的選擇基于基帶處理器中的高速USB接口。第1個接口是通用串行總線收發(fā)器宏小區(qū)接口(UTMI)，它的最小引腳數(shù)為22、最大引腳數(shù)為46。第二個接口是UTMI低引腳接口(ULP)，把數(shù)字基帶和模擬PHY之間的引腳數(shù)減少為5~8個引腳，它也減小了PHY尺寸(由于降低了引腳數(shù))。圖2示出帶Cypress MoBL-USB TX2(高速USB PHY)的框圖。
圖2 帶HS-USB PHY的手機USB結(jié)構(gòu)
對于不支持高速USB的基帶處理器，可以用一個全USB控制器方案增加此功能到手機中，這包括集成在一個芯片中的數(shù)字和模擬USB單元。圖3示出這種方案的Cypress MoBL-USB FX2 LP18P實例。
圖3 帶HS-USB控制器的手機USB結(jié)構(gòu)
圖2和圖3方案示出增加高速USB到手機來解決從PC下載速度慢的問題。兩種結(jié)構(gòu)都使下載100首歌曲從用時1小時降到小于5分鐘。
這些結(jié)構(gòu)在從PC到手機高數(shù)據(jù)密度傳輸中仍需要基帶處理器的卷入和帶寬。隨著基帶處理器需要處理通信、操作系統(tǒng)和其他任務(wù)，這會減慢來自PC的數(shù)據(jù)傳輸。用1個高速USB/大容量存儲橋器件(如Cypress公司的West Bridge Antioch外設(shè)控制器)可以解決此問題(見圖4)。
圖4 帶HS-USB大容量存儲控制器的手機USB結(jié)構(gòu)
從圖可見，現(xiàn)在基帶處理器脫離裝入數(shù)據(jù)密集傳輸，釋放關(guān)鍵的手機資源并降低PC下載時間。從圖2和圖3中PC到大容量存儲器的兩步處理變到現(xiàn)在的單步處理。隨著手機用戶開始需求較高密度存儲，有高達500個mp3傳輸似然性，而傳輸時間的更多減小是關(guān)鍵。
橋方案
圖4所示的橋方案對于多任務(wù)多媒體也是必須的。隨著蜂窩通信技術(shù)從2G和2.5G技術(shù)(如CDMA，GSM，GPRS和EDGE)演變到3G和3.5G技術(shù)(如CDMA 2000EV-DO，WCDMA，HSDPA ，HSUPA)，這些技術(shù)的數(shù)據(jù)率正在接近14Mbit/s。手機可以連接到PC并做為Internet連接。做為手機相機改進到3.1非像素或更高，使從手機到PC的圖像數(shù)據(jù)傳輸量增加。隨著電郵和文件變大，正在需要較快的PC同步。用Cypress West Bridge方案(具有16個USB端點)可以同時使所有這些使用模式成為可能。橋方案中的端點緩沖器數(shù)量表明在手機可以使能的多任務(wù)水平。
基帶處理器的設(shè)計和存在時間大于手機中其他芯片。橋方案的另外優(yōu)點是：由于它的設(shè)計周期比較短，這可以為大容量存儲器接口(基帶中不包含)增加支持。例如，West Bridge Antioch外設(shè)控制器包含對最新手機存儲器件(如安全數(shù)字(SD)，多媒體卡(MMC)，硬盤驅(qū)動(HDD)，NAND閃存)的支持。此功能不僅僅增加連接最新存儲器件的能力，而且也改善了性能。
如同所有手機方案一樣，“4P”(封裝，價格，性能和功率)準則是重要的考慮。本文所示的圖2、圖3和圖4方案在手機市場都有各自的應(yīng)用場合。然而，隨著消費者需求推動手機趨向媒體中樞，West Bridge Antioch橋方案正在變得更加必要，使手機增加綜合價值和使用戶需要的多任務(wù)水平成為可能。
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