OMAP-Vox平台发展与技术架构

3G无线技术需求快速成长，3G无线掌上型产品也在数据机和应用技术的进步下支援更多功能，本文除了将介绍3G市场的需求以外，也将解析OMAP-Vox平台的技术架构与产品功能，让大众市场手机以最平顺的方式从2.5G升级到3G技术。 @内文:3G无线技术需求正快速成长，现在已从亚洲扩大到欧洲和世界其它地区，3G无线掌上型产品也在数据机和应用技术的进步下开始支援更多功能。随着WCDMA加速扩张，市场正热烈期盼厂商将3G的好处带给消费大众，同时以最具成本效益的方式满足市场需求，并实现所有应用领域和不同手机制造商的特殊要求。 GSM/GPRS/EDGE过去十年的成长迅速，符合经济效益的解决方案不断出现，不但帮助价值链所有成员实现产品商业化，还在自由竞争的市场环境里满足消费者需求。WCDMA是GSM/GPRS/EDGE升级的选择，不少技术开发商都在为这套开放标准提供最具竞争力的解决方案。许多因素促使GSM/GPRS/EDGE（2.5G）成为全球应用最广泛的无线技术，同样地也帮助WCDMA（3G）赢得市场胜利和消费者青睐。 手机制造商既要同时设计2.5G和3G手机以及管理相应的研发资源需求，又要满足日益增加的手机客制化和差异化要求，这对研发资源和设计週期都造成极大压力，厂商必须採用新的产品研发方式才能克服这些挑战。厂商与其把某个领域或地区的需求当成独特的工程问题来处理，倒不如发展新方法让硬件和软件解决方案能够适用于所有市场领域和标准，同时让大众市场手机以最平顺的方式从2.5G升级到3G技术。 OMAP-Vox平台是德州仪器（TI）推出的整合式无线手机平台，能有效满足市场从GSM/GPRS/EDGE升级到WCDMA的需求。OMAP-Vox解决方案的基本理念是手机制造商需要一条从2.5G到3G平顺的升级路径以及尽可能重复使用硬体和软体，这样才能缩短新产品上市时间和降低成本。

3G市场需求与意义 3G市场对应用和数据机效能的期待很高，高阶3G无线用户希望手机能支援各种高效能应用，像是视频会议、上网、多人网路游戏、百万画素相机和移动电视。除了支援这些功能的高阶手机外，市场对仅提供部份功能的手机也有很大需求，例如有些手机着重于电玩功能，有些则以音乐下载和播放以及特殊相机功能为主。大众市场消费者期望他们的手机能以低成本支援这些功能，使其功能性超越2G市场的同级产品。 不同地区对手机功能会有不同要求，像是支援的语言和应用就可能出现差异。某地区的热门应用可能在另一地区受到冷落，例如日本和部份亚洲地区非常重视伴唱功能，美欧很多地方则有庞大的蓝球、足球、板球和橄榄球等运动迷。这些针对运动、音乐和其他应用量身订制的产品会让消费者更乐于使用电信业者提供的应用服务，进而为电信业者创造更大的使用者平均营收。 手机设计需要庞大的研发资源，新产品上市时间通常也很紧迫，厂商因此要有一套弹性方法支援加值手机、多功能手机、智能型手机和多媒体智能型手机等传统市场领域。制造商须能弹性运用同样的硬件和软件平台来满足不同的市场需求，这需要硬件提供充份的处理效能和应用弹性以支援多种解决方案，同时尽量在3G设计中使用现有的2.5G元件。 传统的手机设计方式是为不同市场提供不同的产品线，这种做法非常适合2.5G市场的无线装置制造商。然而随着市场从GSM/GPRS/EDGE全面升级到WCDMA，市场区隔将变得更多元和更细緻，厂商将面临研发资源过于分散、产品开发成本节节上升、新产品上市时间不断缩短和其它手机制造商的竞争日益激烈等各种挑战。因此厂商需要更好的方法来有效运用研发资源、提供应用弹性和客制化能力以及加快新产品上市脚步。

OMAP-Vox技术架构 OMAP-Vox平台是以TI的无线手机架构OMAP技术为基础，能提供具扩充性的解决方案，同时确保所有应用领域和数据机技术都能重复使用既有设计。(图一)是OMAP-Vox在既有产品和独立式OMAP产品环绕下的发展蓝图。 　 图一　OMAP-Vox产品发展蓝图 　 TI OMAP-Vox系列元件把整合式OMAP应用处理器的效能与数据机功能结合。该平台提供系统解决方案，包括整合式数据机与应用处理器、射频、模拟和电源管理功能、协定堆叠软件、应用软件套件、机型预先通过认证的手机参考设计和应用开发套件。其数据机技术能在共用硬件上执行动态组合的各种应用和基频通信功能，扩充性良好的硬件架构则能提供充份效能让数据机和应用在ARM和DSP组成的单一处理核心上运行并共享资源。TI的OMAP-Vox平台还为所有数据机和应用元件提供弹性的开放界面，这使其得以透过升级支援更多功能，厂商也能进一步实现手机创新。 如(图二)所示，TI OMAP-Vox技术可以让3G继续使用2.5G数据机和应用软件，让既有研发成果发挥最大效益。标准架构的相似性有助于现有软件的重复使用，将替制造商节省软件研发时间和降低研发成本。厂商只要採用OMAP-Vox架构就能在3G平台继续使用已通过考验的2.5G软体。这套新技术平台还会获得TI OMAP平台社区的全面支援，这个由应用软件开发商、系统整合和开发工具供应商组成的全球网路会帮助客户进一步加快上市时间，让制造商迅速推出各种新手机以满足2.5G大众市场的需求，然后再于适当时机升级至3G技术。 　 图二　平台共同性让软件能够重复使用 　 TI OMAP-Vox解决方案还採用M-Shield移动安全技术以满足移动通信业者、制造商、内容供应商和金融服务的严格安全要求。这些安全功能都是硬年加速器，可以增强终端装置安全性、交易安全性和内容安全性，同时避免软件解决方案的作业延迟和风险。 这种高整合度的新方法不仅能量身订制手机以满足不同市场的需求，还能帮助设计人员解决许多其它困难问题，包括前面提到的研发资源需求。另外OMAP-Vox还能提供以下优点： ●更低的系统成本：OMAP-Vox平台把数据机和应用技术整合至同一颗元件，不但零件数目少于採用独立式应用处理器的设计，系统成本也变得更低。另外由于数据机和应用功能使用同样的记忆体子系统，系统还能节省记忆体零件以进一步降低成本。 ●外型更精巧的手机：TI的OMAP-Vox技术能减少电路板零件数目，使得手机外型变得更精巧。 ●弹性更高的数据机：OMAP-Vox系列的弹性架构能支援GSM、GPRS、EDGE和WCDMA等标准。元件产品蓝图还将HSDPA等技术纳入考量，这种技术的无线资料速率最高达14.4Mbps，大约是现有缆线数据机的十倍。 TI不久前推出OMAPV1030元件，这颗OMAP-Vox系列首款产品採用90奈米低功耗数位制程并支援GSM/GPRS/EDGE数据机，可用来开发每秒30格画面的QCIF视频、百万画素相机、彩色液晶萤幕和互动式2D/3D游戏等各种应用。此系列产品将来还会透过架构相似性和软件重复使用性等设计理念继续支援3G市场的不同应用领域。 　 图三　OMAPV1030在GSM/GPRS/EDGE产品中的硬件架构 　 OMAPV1030架构如(图三)所示，包含两组通用处理引擎、数据机逻辑电路和连结週边。元件内含的ARM9微处理器专门执行数据机功能和应用，DSP子系统则由TI的DSP平台构成，负责执行数据机功能和部份多媒体作业。这些处理器可根据所要执行的软件来弹性规划运用，这种可程式能力让相同处理器亦能用于WCDMA设计。架构分割也经过特别安排，使它不必改变基本设计就能增加WCDMA数据机功能，这能确保目前正在发展2.5G装置的手机制造商将来会在3G装置看到类似架构，并且重复使用既有的研发成果。由于OMAPV1030是以OMAP架构为基础，所以针对OMAP独立式处理器市场发展的应用也能在这颗元件执行，这种设计理念还能延伸到使用更新型处理器、数据机电路和连结界面的未来产品。

OMAP与OMAP-Vox平台 虽然OMAP-Vox之类的整合式解决方案会进入主流市场，但由于最高阶应用刚出现时都会採用OMAP等独立式应用处理器，所以市场对这类产品仍有很大需求。TI预期最先进的应用首先会由独立式处理器提供支援，然后再由OMAP-Vox等整合式解决方案接棒。这表示高阶多媒体手机未来几年仍将使用独立式处理器，许多OEM制造商还希望使用不同厂商提供的应用处理器和数据机，独立式应用处理器就能提供所需的设计弹性，使OEM制造商能够根据自己的业务和技术需求量身订制解决方案。 半导体技术将继续朝向65奈米和更精密制程前进，耗电量更小和效能更高的晶圆制造技术将会出现，并且获得行动装置的基频数据机採用。TI数位射频处理器（DRP）架构之类的数字射频解决方案会改变射频功能的实作方式，带动成本下降和效能强化。日新月异的应用会驱使客户採用3G产品，最终并将迎向4G时代。无线手机的复杂性和功能特色会随着技术进步而不断增加，无线掌上型产品也将成为个人运算装置的最佳选择。（本文作者任职于TI德州仪器）