無線技術、網(wǎng)絡和相關支持電子元器件的進步極大地擴展了端到端通信的覆蓋范圍，將機器到機器(M2M)通信從未經(jīng)授權的專有無線平臺推進到基于標準的空中接口和應用接口，以及網(wǎng)絡架構的系統(tǒng)上。規(guī)模經(jīng)濟正促使投資和開發(fā)向M2M終端商品化的方向演進。
一直以來，M2M通信技術都是在已實現(xiàn)的無線平臺基礎上獨立發(fā)展著。現(xiàn)在，用于蜂窩系統(tǒng)和WLAN架構，以及聯(lián)網(wǎng)無線短程設備(SRD)的M2M解決方案已經(jīng)面世，實現(xiàn)M2M通信擴展的各種無線技術已被整合到智能手機平臺中。
智能手機應用通常采用人機接口(MMI)信息傳送機制。不過，我們可以將智能手機平臺中各子系統(tǒng)的MMI角色，與工業(yè)和軍事應用中的重要M2M角色進行應用對比。這個平臺可為家電控制、計量設備、樓宇控制和自動販貨等商業(yè)電子系統(tǒng)之間提供多模式無線通信。這種子系統(tǒng)平臺還可以作為基礎商品為各種兩用感測應用提供M2M通信。此外，智能手機已采用各種MEMS傳感器技術來實現(xiàn)增強型MMI功能，這些傳感器還可以用來實現(xiàn)直接感測應用。
LS Research的M2M核心硬件平臺就是這樣一種經(jīng)過改變的智能手機技術。我們的目標是在商品化M2M引擎中引入最新的智能手機技術，最終得到的硬件平臺可以實現(xiàn)各種應用的M2M連接。
此平臺基于高通(Qualcomm)的8系列Snapdragon智能手機芯片組，該芯片組提供應用處理器、手機調制解調器、無線連接(WLAN/藍牙)、GPS接收器和可配置的M2M接口。M2M的配置靈活性由FPGA提供，它可以在應用程序與應用程序接口（比如UART、安全數(shù)字I/O接口和通用I/O接口）之間提供一種轉換和控制機器數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)接收器、板上和外置傳感器輸入以及執(zhí)行機構輸出的方法。
該系統(tǒng)架構（見圖1）基于高通MSM8x60處理器及配套IC，這些器件共同實現(xiàn)各種形式的無線連接。與封裝好的智能手機平臺不同，這種未封裝的M2M模塊不包含液晶顯示屏、觸摸屏/鍵盤、攝像頭和直接音頻接口等通常所需的MMI。那些接口被分拆到0.5mm高的頂蓋中，以便用戶使用外部設備。RF接口采用微型U.FL同軸連接器的連接形式，為天線選型和應用提供靈活性。
架構詳情
該架構由一些符合我們靈活性要求的特定功能塊組成。應用處理器是高通的1.5GHz異步SMP雙核Scorpion處理器，此處理器基于ARM v.7 Cortex指令集，支持Android等操作系統(tǒng)。一個內核用于處理應用程序，另一個內核用于實現(xiàn)無線連接功能。通過333MHz ISM或266MHz LPDDR2接口，內存系統(tǒng)可支持高達2Gb的容量。
應用處理器通過高通的Adreno 220 2D圖形引擎得到增強，可支持1600萬像素的外部攝像頭接口和一個24位外部WSXGA LCD。高級圖形功能包括3D支持、1080p高清視頻和HDMI雙屏輸出。
硬件平臺支持CDMA、UMTS和GSM標準所對應的公共蜂窩電話頻段。此覆蓋范圍是通過整合蜂窩調制解調器和空中接口支持處理器，以及配套的無線電前端電路實現(xiàn)的。通過HSPA+調制解調器可實現(xiàn)高達14 Mbps的數(shù)據(jù)服務速率。
支持IEEE 802.11b/g/n的無線LAN通過處理器與WCN1214 WLAN無線電配合工作來實現(xiàn)。WCN2243藍牙無線電IC用于支持藍牙功能（BT3.x +HS、藍牙4.0/LE）。該處理器包含一顆GPS接收器/引擎可實現(xiàn)gpsOne（高通的A-GPS版本），此引擎可作為單獨的GPS接收器使用，或者在A-GPS模式下工作。
MMI連接器用于觸摸屏和鍵盤等輸入設備。標準音頻輸出被分接出來，以支持麥克風、話筒和直線音頻I/O。音頻接口支持噪聲/回聲消除等音頻功能，以及杜比5.1環(huán)繞聲等多媒體功能。
智能手機平臺包含板上傳感器，以幫助實現(xiàn)MMI功能以及與智能手機相關的其它應用。這種傳感器類型包括用于顯示方向/游戲的加速度計和陀螺儀、用于導航的磁羅盤和基于氣壓傳感器的高度表，以及用于自動屏幕亮度調節(jié)和智能電源管理的環(huán)境光接近傳感器。
諸如Microsemi/Actel IGLOO AGL125-AGL400系列這樣的低功耗FPGA可管理與應用處理器相連接的標準有線接口。這種FPGA可以靈活地實現(xiàn)數(shù)據(jù)源/接收器和傳感器的連接，并提供增強型電源管理控制能力。
Snapdragon處理器在支持其功能集方面已針對電源管理進行了高度優(yōu)化。不過，F(xiàn)PGA可以通過自動定期運行計時器，或者使用實時時鐘(RTC)和當日時間調度技術，在低占空比操作時實現(xiàn)芯片組的外部電源管理。通過采用GPS引擎提供的秒脈沖(1PPS)計時基準和NMEA 0183消息傳遞機制，可以進一步支持RTC功能。
此外，FPGA接口還支持獨立的非易失性內存，以便在系統(tǒng)處于未激活狀態(tài)時，累加并存儲傳感器/機器數(shù)據(jù)。這樣可以在保持傳感器/機器連接的同時實現(xiàn)最低功耗操作，而無需激活智能手機處理器。
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