第3讲-智能移动设备的硬件体系结构课件.ppt

1、主讲人：移动智能终端定义 移动智能终端拥有接入互联网能力，通常搭载各种操作系统，可根据用户需求定制化各种功能。生活中常见的智能终端包括移动智能终端、车载智能终端、智能电视、可穿戴设备等 移动智能终端的发展 移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计算机设备，广义的讲包括手机、掌上电脑、平板电脑、POS机甚至包括车载电脑。但是大部分情况下是指手机或者具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑。随着网络和技术朝着越来越宽带化的方向的发展，移动通信产业将走向真正的移动信息时代。另一方面，随着集成电路技术的飞速发展，移动终端的处理能力已经拥有了强大的处理能力，移动终端正在从简单的通话工具变为一个综

2、合信息处理平台。这也给移动终端增加了更加宽广的发展空间。掌上电脑PDA（Personal Digital Assistant），又称为掌上电脑，可以帮助我们完成在移动中工作，学习，娱乐等。按使用来分类，分为工业级PDA和消费品PDA。工业级PDA主要应用在工业领域，常见的有条码扫描器、RFID读写器、POS机等都可以称作PDA；消费品PDA包括的比较多，智能手机、平板电脑、手持的游戏机等。PDA(Personal Digital Assistant)，是个人数字助手的意思。顾名思义就是辅助个人工作的数字工具，主要提供记事、通讯录、名片交换及行程安排等功能智能手机的发展历史 智能手机的诞生，是掌

3、上电脑演变而来的。特点更加多样化最早的掌上电脑并不具备手机通话功能，但是随着用户对于掌上电脑的个人信息处理方面功能的依赖的提升，又不习惯于随时都携带手机和PPC两个设备，所以厂商将掌上电脑的系统移植到了手机中，于是才出现了智能手机这个概念。智能手机比传统的手机具有更多的综合性处理能力功能。智能手机VS功能手机智能手机同传统手机外观和操作方式类似，不仅包含触摸屏也包含非触摸屏数字键盘手机和全尺寸键盘操作的手机。但是传统手机都使用的是生产厂商自行开发的封闭式操作系统，所能实现的功能非常有限，不具备智能手机的扩展性。智能手机这个说法主要是针对功能手机（Feature phone）而来的，本身并不意味

4、着这个手机有多智能（Smart）；从另一个角度来讲，所谓的“智能手机”就是一台可以随意安装和卸载应用软件的手机（就像电脑那样）。功能手机是不能随意安装卸载软件的，JAVA的出现使后来的功能手机具备了安装JAVA应用程序的功能，但是JAVA程序的操作友好性，运行效率及对系统资源的操作都比智能手机差很多。智能手机的特点 智能手机具有传统手机的基本功能，并有以下特点：开放的操作系统、硬件和软件可扩充性和支持第三方的二次开发。相对于传统手机，智能手机以其强大的功 能和便捷的操作等特点越来越得到人们的青睐，将逐渐成为市场的一种潮流。主流的智能手机 目前主流的智能手机从操作系统谷歌 安卓 Android苹

5、果 IOS微软 Windows Phone谷歌AndroidAndroid是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于移动设备，如智能手机和平板电脑。中文名“安卓”，是由谷歌、开放手持设备联盟联合研发，谷歌独家推出的智能操作系统，2011年初数据显示，仅正式上市两年的操作系统Android已经超越称霸十年的塞班操作系统，跃居全球第一。2012年11月数据显示，安卓占据全球智能手机操作系统市场76%的份额，中国市场占有率为90%，彻底占领中国智能手机市场，也成为了全球最受欢迎的智能手机操作系统，因为谷歌推出安卓时采用开放源代码（开源）的形式推出，所以导致世界大量手机生产商采用安卓

6、系统生产智能手机，再加上安卓在性能和其他各个方面上也非常优秀，便让安卓一举成为全球第一大智能操作系统。谷歌Android支持厂商：世界所有手机生产商都可任意采用，并且世界上80%以上的手机生产商都采用安卓。基于安卓智能操作系统的第三方智能操作系统：因为谷歌已经开放安卓的源代码，所以中国和亚洲部分手机生产商研发推出了基于安卓智能操作系统而的第三方智能操作系统，其中来源于中国手机生产商的基于安卓智能操作系统的第三方智能操作系统最为广泛，例如Flyme、IUNI OS、MIUI、乐蛙、深度OS、点心OS、腾讯tita、百度云OS、乐OS、CyanogenMod、JOYOS、Emotion UI、Se

7、nse、LG Optimus、魔趣、OMS、百度云易、Blur、阿里云OS等。苹果iOS 苹果公司研发推出的智能操作系统，苹果iOS采用封闭源代码（闭源）的形式推出，因此仅能苹果公司独家采用，根据Canalys的数据显示，iOS已经占据了全球智能手机系统市场份额的30%，在美国的市场占有率为43%，为全球第二大智能操作系统，iOS在世界上最为强大的竞争对手为谷歌推出的安卓智能操作系统和微软推出的Windows Phone智能操作系统，但iOS因为具有着独特又极为人性化，极为强大的界面和性能深受用户的喜爱。支持厂商：苹果（闭源）。微软Windows Phone 微软公司研发推出的智能操作系统 同

8、时将谷歌的Android和苹果的iOS列为主要竞争对手，早期为全球第五大智能操作系统，超越了黑莓和塞班，成为了全球第三大智能操作系统，一款全新的智能操作系统的辉煌就此拉开序幕，并且，前几年的全球第一大手机生产商诺基亚与微软达成全球战略同盟并深度合作共同研发Windows Phone 支持厂商：诺基亚、三星、华为、HTC。智能手机硬件系统智能手机硬件组成部分：手机系统+CPU+GPU+ROM+RAM+外部存储器+手机屏幕+触摸屏+话筒+听筒+摄像头+重力感应+蓝牙+无线连接（wifi）手机处理器 在这个智能手机普及到几乎泛滥的时代，你是否真正了解智能手机的芯手机处理器。其实一部性能卓越的智能手机

9、最为重要的肯定是它的芯也就是CPU，它是整台手机的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制中心。目前ARM架构占据手机处理器90%的市场份额，高通，苹果，MTK等均采用ARM架构研发。什么是手机处理器？处理器（Center Processing Unit，简称CPU）是手机的核心部件，手机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU)，它是整台手机的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制核心。微处理器通过运行存储器内的软件及调用存储器内的数据库，达到对手机整体监控的目的。凡是要处理的数据都要经过CPU来完成，手机各个部分管理等都离不开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。随着集成电路生产技术及工艺水平的不断提

10、高，手机中微处理器的功能越来越强大，如在微处理器中集成先进的数字信号处理器(DSP)等。处理器的性能决定了整部手机的性能。使用双cpu架构的硬件体系结构主处理器运行开放式操纵系统，负责整个系统的控制。ARM微处理器介绍ARM微处理器的应用领域：微处理器的应用领域：到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域：1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展。2、无线通讯领域：目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技术。3、网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADS

11、L芯片正逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。4、消费类电子产品：ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛采用。5、成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。Intel和ARM的区别 首先是架构的区别，Intel是X86架构，用的是CISC复杂指令集；ARM用的是自己的ARM架构，核心是RISC精简指令集。其实区别很明显，RISC牺牲了功能性，而提

12、高了单位命令的运行效率，而CISC能处理的信息更多，但是相对来说，单位性能就下降了。对于智能手机，运行的效率，特别是单位性能更为关键。ARM微处理器的特点 采用采用RISC架构的架构的ARM微处理器一般具有如下特微处理器一般具有如下特点：点：1、体积小、低功耗、低成本、高性能；2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；3、大量使用寄存器，指令执行速度更快；4、大多数数据操作都在寄存器中完成；5、寻址方式灵活简单，执行效率高；6、指令长度固定。高通 高通（Qualcomm），在手机处理器领域一直是无人能够替代的地位，高通一直给人的感觉就是性能与实力的代

13、表。只要是手机上有的应用高通都可以完美运行，但是能耗一直是硬伤。随着技术的不断发展，骁龙8xx系列处理器在性能与能耗的控制有了非常不错的成效。德州仪器 美国德州仪器公司（Texas Instruments，简称：TI），德州仪器在手机双核时期和高通争得不相上下，以同步双核为自己赚得了更多的好评，但是在四核时代却逐渐淡出了人们的视野。三星猎户座 三星猎户座 猎户座CPU 是三星自主研发的CPU，各项指标都很靠前，属于一流CPU，性能非常出众，屏幕色彩艳丽，CPU和GPU指标优秀，整机性能非常出众，兼容性方便在猎户座刚刚出生的时候饱受诟病，随着技术的进步，对于软件的兼容性已经不是问题。英伟达 英伟

14、达（NVIDIA）熟悉英伟达的人大部分都是从显卡开始的。一直以来英伟达都占据着电脑显卡霸主的地位，可见其在显示效果上下足了功夫。但是在手机cpu的竞争中英伟达一直都比较平淡，今年推出的Tegra 4处理器采用了和 Tegra 3 同样的四加一设计（四颗 CPU 核心加上第五颗省电 CPU 核心），配有 72 颗 GeForce GPU 核心。看起来很美好，可是在跑大型游戏时为了控制能耗，cpu会自动降频，导致手机卡顿。苹果 苹果处理器，苹果的处理器虽然是三星代工，但是开发和设计都出自苹果设计师之手。在乔帮主的带领下苹果做出来的东西可谓是艺术品，性能与品质的代表。因特尔 因特尔（Intel），电

15、脑界的cpu霸主想来手机界分一杯羹，作为手机界的新人难免会有一些不足。常用软件流畅性略差，大型游戏只有少数能正常运行，大部分没有专用解码包。不过不久这些问题都能够解决。华为海思 海思处理器。海思处理器是华为自主研发的国产处理器，刚刚出道的时候也有过软件兼容性以及流畅度不足的问题。但是经过了磨练，海思有了长足的进步，软件兼容性和系统流畅度大幅提升，成为国产cpu的一颗冉冉新星。联发科MTK 联发科。说起联发科，就让人想起山寨手机，想当年联发科的MTK处理器可是存在于大街小巷的山寨手机之中。进入智能机时代，联发科也推出双核、四核处理器。参数那是相当诱人。性能低，但是换来了低功耗，续航表现表现优异。

16、传感器智能手机已经逐渐深入并广泛应用到人们的日常生活中，人们对智能手机的要求也越来越高。很多人会奇怪，智能手机是如何实现自动转屏等各种功能的呢？其实，这都是传感器的功劳。智能手机可以实现自动旋转屏幕，这是如何实现的呢？这就要依靠加速传感器也就是重力感应器了。加速度传感器能够测量加速度，可以监测手机的加速度的大小和方向。因此能够通过加速度传感器来实现自动旋转屏幕，以及应用于一些游戏中。智能手机中还会应用到距离感应器，能够通过红外光来判断物体的位置。当将距离感应器应用于智能手机中时，手机将会具备多种功能，如接通电话后自动关闭屏幕来省电，此外还可以实现“快速一览”等特殊功能。气压传感器则能够对大气压

17、变化进行检测，应用于手机中则能够实现大气压、当前高度检测以及辅助GPS定位等功能。光线感应器在手机中也普遍应用，主要用来根据周围环境光线，调节手机屏幕本身的亮度，以提升电池续航能力智能手机存储设备 运行内存是指手机运行程序时的内存，也叫RAM（简称运存）。手机的“内存”通常指“运行内存”及“非运行内存”。手机的“运行内存”相当于电脑的内存，即RAM。而手机的“非运行内存”，相当于电脑的硬盘，厂家常直接称其为手机内存。RAM越大，手机能运行多个程序且流畅；手机内存越大，就像硬盘越大，能存放更多的数据。拥有更大的运行内存的话手机可以打开更多的程序，如果本身容量足够的话并不能提升多少运行程序的速度，

18、只能说更大的运行内存能更好的保证手机的正常运行。手机的运行内存是指运行程序时存储或者暂时存储的地方，而CPU是用来计算的。内存、RAM、ROM 手机机身内存、RAM、ROM内存区别：一部手机的存储部件包含三个部分：1、手机内带机身存储 相当于 电脑的硬盘 这个一般可以外加SD卡扩充 2、RAM存储器 相当于 电脑的内存条 可读写，掉电清空(手机的运行内存部分信息不会清空)3、ROM是只读内存（Read-Only Memory）的简称。用来存储用户数据，它相当于PC机上的硬盘，用来存储和保存数据。某型号手机参数基本参数 主屏材质：IPS主屏尺寸：4.3英寸主屏分辨率：1280 x720像素主屏色

19、彩：1600万色网络类型：单卡双模网络模式：GSM，WCDMA操作系统：MIUI V4+原生Android（基于Android OS v4.1）核心数：四核CPU频率：1536MHzCPU型号：高通 骁龙Snapdragon APQ8064GPU型号：高通 Adreno320RAM容量：2GBROM容量：16GB电池容量：2000mAh拍照功能摄像头：内置摄像头类型：双摄像头（前后）摄像头像素：前：200万像素，后：800万像素传感器类型：CMOS（BSI-2背照式二代感光器件）闪光灯：LED补光灯焦距/范围：27mm光圈：F/2.0自动对焦：支持手机屏幕材质主屏材质：手机屏幕使用的材质是多种

20、多样，各家厂商也在不断的尝试新材质的屏幕。屏幕的材质决定了可视角度、对比度、锐度等。TFT屏幕应用最广，但存在着可视角度不、耗电量大、亮度不足、色彩还原差等不足。IPS屏幕响应速度快，可视角度宽，色彩还原真实，动态图象表现出色。ASV屏幕是夏普独有的专利技术，能在极少量能耗下提高图象质量，可视角角度等。NOVA屏幕能根据环境来调节自身的亮度，即使是在室外强烈阳光下也能得清晰显示。AMOLED也称“魔丽屏”，比IPS的响应速度还快，图象质量比前面的都好，在户外强光下亦能显示很好，比NOVA稍逊一筹。Super AMOLED又称“超炫屏”，自然名项都比前面的优越了。Super AMOLED Adv

21、anced（超炫屏增强显示技术），这个就更是超强了。而对于TFD、UFB、CSTN、STN等在智能机领域早就淘汰了。手机屏幕主屏尺寸：手机屏幕的大小测量方法和电视一样，只是取决于屏幕对角线的长度（1英寸=2.54厘米），比如4.3英寸约为10.92厘米。主屏分辨率：屏幕显示的精细程度是由分辨率决定的。分辨率从标准的HVGA（480320像素）到WVGA（800480像素），再到现在主流的qHD（960540像素）、HD（1280720像素）规格，屏幕的发展呈现出直线上升的趋势。对于越来越大的屏幕，就需要越来越高的分辨率以保证显示质量。换句话说，如果手机屏幕尺寸不大，那就没必要追求过高的分辨率，

22、显示精细度可以达到自己的满意程度就好。主屏色彩：指的是手机屏幕所能显示的色彩种数，我们肉眼能看得到的色彩只有65536种颜色（只6.5万色），很有限。从彩屏机最原始的256色（2的8次方），到4096色（2的12次方），65536色（2的16次方式），262144万色（2的18次方），1600万色（2的24次方）这是最目前手机上最高的了，当然也是显示最好的啦。手机网络类型 网络类型：目前最多只可插两个卡，网络模式最多支持四模的。即GSM、WCDMA，TDSCDMA，CDMA2000。网络模式：主要有移动：GSM，TD-WCDMA,联通GSM,WCDMA电信CDMA2000。GSM属于2G网络，

23、其它则是3G网络。第四代移动电话行动通信标准，指的是第四代移动通信技术，外语缩写：4G。该技术包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式（严格意义上来讲，LTE只是3.9G，尽管被宣传为4G无线标准，但它其实并未被3GPP认可为国际电信联盟所描述的下一代无线通讯标准IMT-Advanced，因此在严格意义上其还未达到4G的标准。只有升级版的LTE Advanced才满足国际电信联盟对4G的要求）。4G是集3G与WLAN于一体，并能够快速传输数据、高质量、音频、视频和图像等。4G能够以100Mbps以上的速度下载，比目前的家用宽带ADSL（4兆）快25倍，并能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求。

24、此外，4G可以在DSL和有线电视调制解调器没有覆盖的地方部署，然后再扩展到整个地区。很明显，4G有着不可比拟的优越性。手机CPU和GPU 核心数：即CPU的个数之意。这个现在最多的是四核。一般单核的也不错了。CPU频率：这个最重要了。1536MHz（即1.5GHz），G为10亿，M为一百万，Hz就是每秒钟运行次数的意思。1536MHz即手机的运算速度最大为每秒钟1536百万次。当然越大越好。CPU型号：大部分都是高通、威盛、联发科、展迅、三星、德州仪器、英伟达的多。各有优缺点，这方面可以忽略不计，不必去考虑。GPU型号:相当于手机的显示核心，等同于电脑的显卡。GPU越高，针对高清电影，拍摄能力

25、，游戏效果会得到更好地提升。RAM和ROM RAM容量：RAM（random access memory）随机存储器。通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质，也称作系统内存。就好比计算机中的内存条，如果内存条容量越大，计算机就有更多的内存来存储同时运行的任务，这样系统响应的速度也就越快，RAM在手机中就起到了这个作用。ROM容量：ROM是只读内存（Read-Only Memory）的简称。是用来存储用户数据的，它相当于PC机上的硬盘，用来存储和保存数据。我们手机中的系统文件，或者图片、音乐、照片等通常是存储在这里面的。现在有很多机型都内置了大容量ROM，无须再额外配置内存卡。其他参

26、数 电池容量；单位为毫安时，地球人都知道是越大越好了。摄像头：一般都是内置的，外置极不方便 摄像头类型：一般都是一个摄像头的多，两个的都是一前一后设置。摄像头像素：500万几千万级别其他参数传感器类型：是一种用来接收通过镜头的光线，并且将这些光信号转换成为电信号的感光元器件装置。分为CCD（电荷藕合）和CMOS（互补金属氧化物导体）两种。CCD较好，但价格贵，时下流行使用CMOS。闪光灯：当然是氙气闪光灯好了，其闪烁的光线接近于日光，即使在黑暗的夜里照的相片也象是在白天照的一样。而LED闪光灯就达不到这种境界了。焦距/范围：是指焦距的可调范围，如25125，表示其焦距能从25毫米变化到125毫

27、米，也就是常说的5倍光学变焦。现在很少有智能机具有光学变焦功能的。只有一个数字27，即表示其焦距只有27毫米，且是不可调。焦距越大，所拍摄景物的视角范围就越小，虽然视角窄小，但能看清很远处的景物，大于70的称为长焦距，和望远镜差不多了。焦距越小，相机所能看到的视野就阔，拍摄的视角范围就越大，小于35的，称为广角。其他参数 光圈：就是镜头里调节进光孔径大小的装置，也称为透镜孔径，表示进光量的大小。常用“F/数字”表示，数字表示分母，分子恒为1，所以这数字越大，表示光圈越小，数字越小，光圈就越大。常见的有F/1，F/1.4，F/2.0，F/2.8，F/4。于于手机来说，这个数值还是小一点的为好。自动对焦：对焦就是调焦，也就是更改像距v，满足成像公式 1/u+1/v=1/f，以便在底片上结成清晰成像。照相时，为拍摄到清晰的图像，必须让所拍摄的物件影像焦点落在感光元器件上。为此，有手动调焦（包括触控调焦）和自动对焦（包括人脸感应调焦）之分。自动对焦也就是利用相机自带的自动调节功能进行调节以照得清晰的景象了。