支持智能手機(jī)設(shè)計(jì)差異化

在過(guò)去的一年中，全世界大部分智能手機(jī)采用共同的安卓(Android™)平臺(tái)，硬件供應(yīng)商在使用共同軟件的同時(shí)保持品牌差異化方面的努力還未被廣泛認(rèn)同。過(guò)去一年里，手機(jī)硬件和軟件供應(yīng)商之間已經(jīng)達(dá)成了一些重大的默契，以期嘗試和建立差異化。由于驅(qū)動(dòng)核心硬件組的標(biāo)準(zhǔn)軟件的使用，這樣一些變化正在發(fā)生。本文將介紹半導(dǎo)體公司如何向那些允許使用不同硬件，同時(shí)仍然兼容軟件平臺(tái)的手機(jī)供應(yīng)商提供各種不同的元件。

安卓平臺(tái)是谷歌引領(lǐng)開(kāi)發(fā)的便攜設(shè)備操作系統(tǒng)。該平臺(tái)意欲成為便攜設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)，使用該平臺(tái)，軟件開(kāi)發(fā)人員能夠提供與提供商無(wú)關(guān)的公共應(yīng)用程序。在硬件方面，多家公司創(chuàng)建核心芯片和參考設(shè)計(jì)，并銷售予各個(gè)移動(dòng)手機(jī)供應(yīng)商，這是運(yùn)行公共軟件所需要的。但是，當(dāng)軟件必須與多種參考設(shè)計(jì)的所有硬件兼容時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題。因?yàn)槊總€(gè)參考設(shè)計(jì)可能具有不同的基帶處理器(BBP)或應(yīng)用處理器(AP)。

例如：如果將兩個(gè)使用相同安卓平臺(tái)的手機(jī)供應(yīng)商制造的兩部智能手機(jī)的micro-USB端口進(jìn)行比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)通過(guò)這些端口的信號(hào)的變化很大。端口的主要功能是傳遞數(shù)據(jù)，但是需要使用額外的信號(hào)經(jīng)由通用異步接收器/發(fā)送器(UART)對(duì)手機(jī)進(jìn)行編程，或者訪問(wèn)如圖1所示的充電器等特殊附件。

圖1- USB端口擴(kuò)展功能

仔細(xì)觀察后，將會(huì)發(fā)現(xiàn)兩種完全不同的USB端口實(shí)現(xiàn)方式。一種智能手機(jī)可能將USB收發(fā)器和電源都做在PMIC(功率管理集成電路)內(nèi)，而另一種(如在iSuppli數(shù)據(jù)中所見(jiàn))可能使用了飛兆半導(dǎo)體的FSA9480附件開(kāi)關(guān)。

在第一種情況下，BBP將使用軟件與PMIC進(jìn)行交互，以便與插入U(xiǎn)SB端口的附件進(jìn)行通信。在第二種情況下，飛兆半導(dǎo)體的FSA9480附件開(kāi)關(guān)提供自動(dòng)探測(cè)功能，確定與USB端口連接的是什么附件并做出正確的連接。這種設(shè)想給安卓應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員造成了一個(gè)基本的問(wèn)題。雖然安卓平臺(tái)具有針對(duì)所有軟件開(kāi)發(fā)人員的參數(shù)，但是在智能手機(jī)設(shè)計(jì)中，半導(dǎo)體硬件有著非常大的不同。這種元件的不同是由于每個(gè)智能手機(jī)供應(yīng)商具有不同的設(shè)計(jì)技術(shù)和供應(yīng)商關(guān)系，從而選擇和使用不同的半導(dǎo)體元件。這并不是說(shuō)應(yīng)用程序會(huì)不工作。但是在某些情況下，開(kāi)發(fā)人員需要密切關(guān)注設(shè)計(jì)中的半導(dǎo)體器件構(gòu)成，以便使多個(gè)智能手機(jī)制造商能夠?yàn)橛脩籼峁┫嗤捏w驗(yàn)。為了幫助解決這一問(wèn)題，可以對(duì)半導(dǎo)體器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便配合基帶處理器的協(xié)議并維持該硬件與軟件的關(guān)系。

讓我們來(lái)看看這種情況，某種特定智能手機(jī)的USB端口使用該器件的軟件應(yīng)用程序能夠探測(cè)基座(docking station)，這個(gè)應(yīng)用程序可以調(diào)整音量、選擇通道以及進(jìn)行其他控制，但僅限于該特定的基座和智能手機(jī)。如果其他智能手機(jī)制造商希望使用該基座，他們則不得不修改其自身設(shè)計(jì)以便與該基座共用，或者開(kāi)發(fā)他們自己的基座設(shè)計(jì)。在某些情況下，應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)人員必須與智能手機(jī)制造商聯(lián)系，對(duì)代碼進(jìn)行糾正，否則，應(yīng)用程序會(huì)全部癱瘓。然而，解決方法在于選擇基座自身所使用的半導(dǎo)體器件。公司可以聲明，在基座USB端口的識(shí)別(ID)引腳上會(huì)有一個(gè)“標(biāo)準(zhǔn)”電阻，所以讓任何智能手機(jī)都能夠識(shí)別這個(gè)基座。這有助于解決問(wèn)題，并可讓FSA9480或PMIC正確地識(shí)別外部設(shè)備和維持應(yīng)用軟件的功能性。

在另一種情況下，當(dāng)公司擁有一個(gè)參考設(shè)計(jì)，但決定調(diào)整材料清單時(shí)，這種互操作性變得更加復(fù)雜。如上所述，發(fā)生這種情況的原因有許多(例如某特定半導(dǎo)體公司的更好的交付，擁有不同的裝配測(cè)試系統(tǒng)等)。雖然主要的操作系統(tǒng)是安卓平臺(tái)，但是便攜設(shè)備供應(yīng)商還是要進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，以便使得安卓軟件能夠與指南針、GPS或RF IC等半導(dǎo)體附件進(jìn)行通信。如果設(shè)計(jì)人員決定用其他公司的元件替代半導(dǎo)體附件，可會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)失效。A公司的IC可能具有與替代它的IC完全不同的電壓。差異是由于半導(dǎo)體公司的制造工藝或現(xiàn)有設(shè)計(jì)是不同的。無(wú)論如何，手機(jī)供應(yīng)商需要解決這個(gè)問(wèn)題，以便使其最終產(chǎn)品能夠與軟件應(yīng)用程序協(xié)同工作。硬件工程師的任務(wù)是保證在不修改軟件的條件下硬件功能正常。

如果兩個(gè)IC之間的唯一差異是通信線路的電平，硬件工程師可以通過(guò)采用電平轉(zhuǎn)換器來(lái)解決這一問(wèn)題，例如：如圖2所示的FXLA102兩位電平轉(zhuǎn)換器。這款轉(zhuǎn)換器在處理器和IC之間創(chuàng)建一個(gè)無(wú)縫接口，不會(huì)涉及到軟件更改。因此，手機(jī)廠商現(xiàn)在可以擁有一個(gè)可行的智能手機(jī)設(shè)計(jì)，而無(wú)需對(duì)軟件進(jìn)行更改。正是這種情形帶來(lái)了對(duì)支持半導(dǎo)體器件的需求，目的是讓安卓軟件無(wú)縫地適用于多個(gè)移動(dòng)設(shè)備制造商的產(chǎn)品。

圖2- FXLA102電平轉(zhuǎn)換器

最后的示例是各種等級(jí)的智能手機(jī)的涌現(xiàn)，從低端到高端。起初，這對(duì)于世界各地不同的市場(chǎng)而言是有了很好的選擇。事實(shí)上，隨著低端手機(jī)的涌現(xiàn)，降低材料清單成本成為必然。低端智能手機(jī)包含許多成本較低的元件，這些元件有助于達(dá)到目標(biāo)價(jià)格要求，同時(shí)仍然能夠正常工作。制造商可能避開(kāi)昂貴的PMIC而選擇購(gòu)買由低壓MOSFET、LDO和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器等組成的分立解決方案，以便降低價(jià)格。為了達(dá)到與PMIC相同的功能，可以使用一些標(biāo)準(zhǔn)元件，但是半導(dǎo)體公司將不得不開(kāi)發(fā)滿足相同協(xié)議和電壓要求的其他元件。這樣，即便硬件完全不同，從軟件方面可以獲得相同的充電時(shí)間或供電方面的體驗(yàn)。

許多半導(dǎo)體公司不得不開(kāi)發(fā)發(fā)靈活的IC，以期支持多種不同平臺(tái)。例如：世界各地有著兩種類型的手機(jī)設(shè)計(jì)——一種配置是將插孔的最后一個(gè)引腳設(shè)置為接地(GND)，最后第二個(gè)引腳設(shè)置為麥克風(fēng);另一種配置則是將接地設(shè)置在最后第二個(gè)引腳，而最后一個(gè)引腳設(shè)置為麥克風(fēng)，配置剛好相反。如果設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)一款低端智能手機(jī)，并且需要同時(shí)兼容兩種手機(jī)配置類型，則會(huì)需要對(duì)音頻端口進(jìn)行檢測(cè)和配置。半導(dǎo)體公司可以開(kāi)發(fā)出一種具有這種功能的產(chǎn)品，可讓低端智能手機(jī)使用為這些手機(jī)開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)軟件。這種靈活I(lǐng)C產(chǎn)品的一個(gè)示例就是如圖3所示的FSA8049，這是一種音頻插孔檢測(cè)開(kāi)關(guān)，能夠自動(dòng)檢測(cè)接地和麥克風(fēng)引腳并配置正確的連接，不影響用戶的體驗(yàn)。

圖3 FSA8049音頻插孔檢測(cè)開(kāi)關(guān)

正如我們所見(jiàn)到的，半導(dǎo)體元件不僅僅用來(lái)實(shí)現(xiàn)便攜產(chǎn)品制造商之間的差異，它們也能夠讓不同的智能手機(jī)設(shè)計(jì)擁有相同的安卓平臺(tái)用戶體驗(yàn)。無(wú)論那家公司開(kāi)發(fā)了哪種便攜設(shè)備，都可以設(shè)想有各種半導(dǎo)體器件在幕后工作，實(shí)現(xiàn)平常功能的無(wú)縫運(yùn)作。