对应用处理器而言，最关键的要求是以极低的功耗实现高质量的多媒体功能。为此，博通公司设计出一种专业的Videocore的并行处理架构，它为实现极低功耗而进行了优化，并且使博通公司获得了支持各种标准的或专有的编解码方案的灵活性，它可以与博通公司自己的或它的任何一个竞争对手的一个应用处理器连接。VideoCoreIII(BCM2727)多媒体处理器不仅为移动手机及高级媒体播放器提供高质量的多媒体功能，而且获得很长的电池工作时间，而且能够支持高清晰度摄录机和视频播放，高达1200万像素且拥有高级图像信号处理技术的专业相机，用于先进用户界面的高性能3D技术，导航显示以及移动游戏，如图3。

图3BCM2727功能方框图

寻找功耗与性能的平衡点

随着手机功能的日趋强大，更多的耗电量成为手机发展的瓶颈，如何加强手机功能而不以牺牲功耗为前提，成为产业面临的主要问题。这就意味着手机在对性能要求更为严格的同时，对功耗要求也更为苛刻，在手机芯片开发中需要对两者进行平衡。相关的调查研究显示不同的市场对这两方面的要求是有差别的，比如高端市场对性能要求非常高，功耗要求相对弱一些;而低端市场对功耗要求比较高，性能要求相对较弱。

NXP公司认为，寻找平衡点的诀窍就在于如何优化各个高功耗子系统的架构：运用最先进的技术来降低电源电压，因为电量是根据电源电压水平的平方值进行等比例分配的;硬接线功能集成的耗电量通常要比基于软件的部署少;在单一芯片上保留总线集约型作业。连接外部存储器比连接芯片上的本地存储器的功耗大;通过大规模功能集成减少元件数量。芯片内部互连比芯片间互联的耗电低;为实现特定功能对性能的要求，可采用动态调整时钟速度或电源电压的电源管理技术。

如果向45纳米甚至以后的32纳米演进，以合理的功耗显著提高数据处理能力已不成问题。LTE调制解调器处理器将于2010-2011年实现量产，也必须支持远远高于每秒1.2万兆指令的峰值性能。这必须通过极具创新性的架构和处理器技术，配合先进的电源管理方法才能实现。展讯公司副总裁曹强博士认为，通过将电源管理部分(PMU)与基带集成为单芯片，从而降低板级功耗;并且提高LDO的工作效率，以实现整体功耗的降低。为降低漏电流，NXP将电源管理集成到手机基带中，以对每个小的子系统中的功耗进行微管理，还通过动态频率或电源级调整以最低的功耗优化性能。

博通公司则认为，目前在市场中有很多电源管理功能可以被集成到芯片当中，但是有很多大功率功能，例如电源插座充电器，它需要较大的电压，一般都不会放进65纳米或以下的工艺中去实现。我们看到那些带有高压要求特征的模块与低压部分被分开，把高压的部分放在电源管理器上，而低压射频放在基带上。不是全都可以放在基带上，因为像USB和电源插座充电器这样一类的模块所要求的电压超出了深亚微米工艺所能处理的范围。采用65纳米低压数字CMOS也可以降低手机芯片的功耗。TI增强型SmartReflex2不仅包含各种软硬件技术，能够从系统级解决方案解决整个设计的电源管理问题，更增加许多新功能包括AdaptiveBodyBias(ABB)、Retention‘TilAccess(RTA)存储器以及SmartReflexPriMer工具，将大幅提升45nm的性能与功耗平衡能力。

2G向3G过渡时面临的挑战

也许降低芯片数量是节能降耗最直接的手段，未来手机芯片低功耗技术发展的重点在于单芯片的功能集成。严格意义的单芯片是指所有电路集成在一块芯片上。特别是针对2G和3G的入门级和中级细分市场，无论从尺寸、性能到成本，单芯片集成都是最具吸引力的技术。单芯片集成的主要挑战是基带上的射频技术集成，对制造过程及性能而言，这是技术上的最大挑战。在一部手机中带有多种无线装置是一个巨大挑战,例如将手机射频技术、蓝牙、调频和Wi-Fi技术都整合在非常薄且小巧的同一装置中。将这些无线装置安装到手机里已经足够困难，何况还要获得良好的性能，并在具有不同操作形式的同时确保他们不会相互干扰。

当然，我们也不能忽视推动手机成本下降的不断集成的技术将是今后很多年里的一个持续挑战。手机市场最大需求是将所有的功能集成在一起。从技术上说，把射频集成到基带中是相当困难的，其关键因素是和基带连接到一起的手机射频部分。系统集成意味着混合模拟和数字功能在同一设备中共存，即集成复杂的模拟功能，如ADC、DAC等。

展讯认为多种不同制式的基带将集成为多模基带;外围的主要元器件如射频、存储器、FM、蓝牙、GPS等也将逐渐与基带集成。博通公司已经将蓝牙、Wi-Fi和调频收无线技术集成在一起,下一阶段会继续将GPS和UWB集成到芯片里。NXP继承了SiliconLabs在收发器设计中的CMOS技术，目前正利用该技术集成基带和RF，利用深亚微米CMOS(45纳米及更高工艺)技术，可以实现多种功能的全球系统集成：基带功能(数字和模拟)、收发器功能、应用处理器功能以及电源管理功能。目前，唯一亟待解决的只剩下天线功率放大器了(图4)。

图4集成化是必然趋势

其实，所有的无线技术都将朝着单芯片集成的发向发展，曹强博士在总结未来手机发展的趋势和挑战时特别强调了如下三点：

趋势和挑战一，多模芯片的发展，GSM/GPRS/EDGE与TD-SCDMA/HSPA，WCDMA/HSPA，WIFI的多模组合芯片，对于芯片构架设计了提出新的要求，寻找可以尽可能的复用资源，成本最低的方案，成为摆在各芯片公司面前的难题;

趋势和挑战二，65nm工艺进行模拟和数字电路的混合设计，数字比较容易升级到65nm，模拟/RF电路比较难进入65nm工艺;

趋势和挑战三，对于多种多媒体制式的支持，手机正在兼容越来越多的PC上的多媒体内容，如何更多更经济的支持这些多媒体内容，是芯片公司面临的挑战。一个方向是做更多的硬件加速器，一个方向是做更强大的MCU，靠软件来支持不同的格式。

在体积日益缩小的支持多模无线、互联和广播功能的应用中，TI认为数字电路与CMOS收发器等先进模拟模块的共存要求厂商在模拟设计和系统架构方面具有丰富经验，电磁干扰(EMI)问题也很棘手。这些多功能平台系统之所以复杂，在于所有的辐射系统必须在可限定的电磁干扰范围内尽可能地“紧密”合作。

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