下一代手机设计的发展趋势

    触摸屏、带自动对焦功能和内嵌GPS定位信息的数码相机、3D快速GPS导航、移动电视、3D游戏、视频短信、电子邮件、NFC移动支付、HD视频播放、HSDPA、虚拟大屏幕显示、桌面式互联网浏览器，在今年于西班牙巴塞罗那举行的3GSM大会上，诺基亚、索尼-爱立信、三星、LG、摩托罗拉等巨头手机厂商展示的众多手机以丰富的功能和时尚绚丽的外观赚足了参观者的眼光。这些功能都是新推出或者即将推出的手机机型的流行特性。但是，手机功能版图的扩张步伐还远远没有停止，TI、博通(Broadcom)、英飞凌、美光科技、飞思卡尔、恩智浦半导体(NXP)、CSR、Nvidia、MicroEmissive Displays(MED)、微软等公司展示的最新半导体和系统方案，将在不久的未来将手机功能的多样性和精湛水平推向另一个高度。

Magic Touch技术曝光


    iPhone让触摸屏应用深入人心，不仅因为它是第一首触摸屏手机，而是因为其迷人小巧的外形和允许人们通过触摸屏与手机交互的用户接口，如放大内容、快速翻转照片以及手机菜单导航。在3GSM大会上亮相的触摸屏手机在继承了与iPhone相似的特性的同时，又增添了各种独特的功能。


    最引人注目的LG手机KF700结合了3种独立的输入方法：触摸屏、在两种应用间切换的快捷拨号，以及可滑动的小型字母数字键盘。KF700装配了一块3.0英寸240×480像素的26万色TFT超大触摸屏，用户可以通过显示屏进行多种功能的操作，包括视频、上网浏览、游戏、音乐与其他众多功能。


    三星电子公司首度曝光的被命名为Soul的2008年度三星旗舰级的新品手机，通过改变键盘上的导航指示器，适用于采用Magic Touch技术的应用。当手机处于音乐状态时，导航指示器上与音乐相关的图标变亮，当处于照相机状态时，与相机相关的图标变亮(包括缩放和亮度)。


GPS与数码相机的融合


    手机拍照功能也再度激起了人们的兴奋点。在手机刚刚开始具有拍照功能并逐渐普及的阶段，似乎只要是带个摄像头的手机就是高端产品。后来，以索尼-爱立信的K750c为代表的手机能够像数码相机一样具有自动对焦系统。如今，多款带有自动对焦系统的500万象素高画质的拍照手机，包括诺基亚N82 、N96、N78、6220、LG KU990、索尼-爱立信K858、C702、C902以及三星的Soul手机等，已拥有了和独立数码相机相抗衡的实力。这一切都离不开图像传感器技术的进步。


    美光科技公司在3GSM大会上推出了一个新图像传感器产品线，这些照相手机用图像传感器采用1.75微米像素设计，有500万、300万和130万像素三种规格，其中500万像素图像传感器(MT9P012)为1/3.2英寸规格，能拍摄720p每秒60帧和1080p每秒30帧的高清视频。


OmniVision公司则推出了手机行业首款在芯片上内置TrueFocus技术的1/4英寸、三百万象素CameraChip传感器OV3642。完全集成的OV3642采用OmniVision的新OmniPixel3-HS技术构造，该技术带来了两倍于其他制造商1/4英寸、三百万象素系统级芯片(SOC)传感器的灵敏度(960mV/流明·秒)，增强了在光线很暗情况下的图像捕获能力。


手机拍照的另一大趋势是将GPS引入了拍照功能之中，比如诺基亚N78和索尼-爱立信C702两款新发布的手机都是在具备高品质拍照功能的同时还带有内置GPS模块。利用GPS系统，这两款手机可以在所拍摄的照片中写入拍摄地坐标信息，当在PC上回放这些照片的时可以根据拍摄地进行分类，或是导出到地图上进行显示。


比A-GPS更快的eGPS出现


    通过使用全球定位系统，手机已经成了个人导航设备，可以提供驾驶方向甚至走动方向。高精度的定位芯片、辅助GPS(A-GPS)定位技术、信息全面的导航地图，再配合集成交通信息系统，让手机的导航功能更加实用。


在3GSM大会展示的诺基亚Navigator导航手机的第二代产品6210Navigator，不仅支持A-GPS，使GPS接收器可以在短短的几秒间捕获卫星信号，还加入了罗盘系统，即指南针，让系统可以认识到真正的东南西北，无论用户怎么转动手机的指向都不会迷失真正的方向。此外，集成交通信息系统也使得GPS手机的导航功能更具实用性，也充分发挥出了手机融合的特色，因为手机拥有实时的网络通信功能，能通过互联网获得最新的数据。


恩智浦(NXP)半导体将其高性能A-GPS单芯片方案GNS7560集成在Nexperia UMTS/EDGE蜂窝系统解决方案7210中。GNS7560采用90 nm工艺架构，包含一个高性能CMOS RF前端以及相关器引擎，大大降低了系统成本和功耗。此外，GNS756可根据信号强度、多通道与速率，自动调整跟踪灵敏度，从而提供一流的采集与跟踪灵敏度和首次定位时间(TTFF)，即使是在人口密集的市区也能确保室内的灵敏度和可靠覆盖的精确度。


不过，对那些对首次定位时间要求很高的用户而言，CSR展示的专利eGPS技术可能是一个好消息。eGPS技术可为GPS手机提供的实时GPS导航，在现场蜂窝网络中可以提供比A-GPS更快的响应速度和准确的位置信息。与传统的AGPS系统相比，eGPS可以在各种信号不好的环境下大大改进TTFF，并且当A－GPS定位失败时，它则可以基于蜂窝测量提供一条可靠的退路。当主处理器电源关闭时，支持eGPS技术的蓝牙芯片继续卫星测量，提供所需的位置信息，同时尽量减少用电量和资源负载。


HD视频播放和硬3D游戏时代到来


    高分辨率移动显示技术和低功率媒体处理技术的进步、迅速降低的移动内容存储成本以及更快速的移动网络推动着手机实现高清摄像和视频播放功能，特别是以硬件加速3D图形功能为特色的手机已经逐步具备了与专业游戏设备媲美的画面质量。比如，来自于松下的P905i在大会上运行了3D游戏，其画面的流畅度、画质以及手感都达到了PSP 3D游戏的水平。

芯片厂商的手机3D游戏演示也毫不逊色。进军通讯领域的PC显卡巨头NVidia推出的APX2500解决方案，拥有硬件电光源的3D手机菜单界面以及3D图像变形技术的幻灯片播放图片，甚至能流畅平滑地运行着100%原汁原味的Quake3游戏、720的高清视频。


TI通过OPEN GL ES图形程序接口运算的三维演示动画，图像同样平滑流畅，并且连复杂的光影效果都能逼真地体现。该公司还在高端手机上演示了业界首款实现720p高清(HD)视频回放功能的应用处理器OMAP3430。OMAP3430是集成了新定义的 OpenGL ES 2.0 图形标准的应用处理器，不仅为手机提供了极其逼真的3D图形功能，而且能为用户带来堪与当前掌上游戏机相媲美的移动游戏体验。


 


博通展示了低功率多媒体处理器BCM2727的样品，该器件可在手机和便携式媒体播放器中实现高清摄像和视频播放功能。这个采用Broadcom VideoCore III技术的多媒体处理器还支持高达1,200万像素的数码相机功能，并具有高性能和超低功率的3D图形功能。利用该芯片上的业界标准HDMI接口，高清视频、3D游戏和1200万像素高分辨率照片能以最高画质显示在全尺寸高清电视机和显示器上。


移动电视小屏幕显示难题不再存在


    随着功能移动趋势的不断增强，移动电视功能将成为手持设备的主要亮点。在本次展会上，目前主流移动电视标准都大摆擂台，进行现场演示。中国移动电视标准CMMB高调亮相，广电部门专门设立了一个CMMB的展台，现场开通了无线开路播出。CMMB参展的负责人广播科学研究院院长马炬表示，CMMB在组网、传输覆盖能力、移动接收性能、终端省电等关键指标上目前处于全球领先水平。现场展示的终端，主要是国内品牌手机中兴，联想，爱国者等，预计半年内有国际知名品牌的CMMB手机面市。


高通公司及其合作伙伴进行了MediaFLO技术现场演示，采用UBM解决方案的多模手机原型则同时支持FLO和DVB-H网络的流媒体内容传输。Nextreaming现场展示了其支持T-DMB的NexTV手机平台，NexTV支持各种编码技术，包括H.264、BSAC和HE AAC，并且提供电视输出和电脑输出功能。Alcatel-Lucent、DiBcom等七家公司则合作推出了基于DVB-SH标准的S频段首款实况转播移动电视展示。


移动电视芯片在经历了分离的调谐器＋解调器阶段后逐渐走向SoC。英飞凌在展会上推出的OmniVia TUS9090是用于接收多频段DVB-H/T信号的全集成式系统级芯片(SoC)前端，它集成了射频硅调谐器、DVB-H/T解调器和片上内存。三星电子的S3C4F60移动电视SoC将一个频道解码器与一个RF芯片结合在一起，将支持全球所有有关频率范围和频道带宽的电视标准。S3C4F60还极大地提升了移动性能，达到了在DVB-H 16 QAM、8 K、2/3 CR和1/4 G下为180 Hz Doppler频率的性能。


就在移动电视接收功能和系统设备逐渐完善的同时，如何改善人们在手机上观看移动电视节目的视觉显示体验的方案也揭开了面纱。MicroEmissive Displays(MED公司)推出的使用其eyescreen微显示器的个人视像眼镜(PDG)产品，使得手机消费者将能够轻松地在PDG的虚拟大屏幕上观看他们喜爱的电视节目、体育赛事和新闻直播，或者下载影片和玩游戏。MED公司的eyescreen产品是世界唯一的高分子有机发光二极管(P-OLED)微型显示器。全彩eyescreen将无闪烁的超高电视质量的移动视频图像与超低功耗结合，可极大地为消费者延长电池寿命。


无独有偶，TI公司DLP技术事业部也在3GSM大会上宣布DLP Pico芯片组投产。此芯片组包括一个成像芯片和一个处理器，将改善手持设备的视觉显示体验，并将内容从“小屏幕”转换为“大画面”观看。


Linux开始冲击Window Mobile


    随着智能手机市场的逐步成熟，Linux将会成为一个主要的移动平台。ABI移动和无线分析师Stuart Carlaw表示，世界各地的运营商将会支持三大移动操作系统：Symbian、Linux和微软的Windows Mobile。Linux是移动操作系统的异军突起之辈，打破了Symbian和微软垄断的局面。


Linux手机标准化平台倡导机构LiMo基金会表示，目前已有18款智能手机采用LiMo开发的Linux手机平台。在3GSM大会上，三星展示了运行LiMo软件的新款SGH-i800手机。LG也展示了一款运行LiMo软件的手机原型产品。


谷歌开发的Android手机软件在3GSM大会上的首次亮相，更是吸引了参观者的兴趣。NEC、德州仪器、高通和飞思卡尔都展示了基于谷歌Android操作系统的手机原型。TI展示了采用其OMAP3430和OMAP850处理器的Android的原型手机和开发工具包。高通展示了一款Android原型机，是基于高通的MSM7201A单芯片方案，该方案最初是针对Microsoft移动操作系统开发的。中星微则发布了基于Linux操作系统的最新开放移动平台Vinno-III-Linux，以及两款新型中星微移动多媒体处理器。


博通也是开放手机联盟的成员之一，它在世界移动大会上的展示与Android演示形成鲜明的对比。博通展示的BCM2153双核HSDPA处理器，在一个单芯片上能支持Symbian、 Windows Mobile 或Linux，以将3G方案灵活地扩展到支持智能手机市场的3个目前最流行的操作系统。意法半导体的Nomadik多媒体应用处理器STn881也可支持多种操作系统，包括Symbian、Nucleus、WinCE、Linux 2.4和Android。


与此同时，微软的Windows Mobile阵营也在加强。索尼-爱立信推出了其首款Windows Mobile智能手机，这意味着除诺基亚外，全球五大手机厂商都推出了Windows Mobile手机。飞思卡尔已宣布将微软的 Windows Mobile 操作系统与飞思卡尔的Mobile eXtreme Convergence(MXC)蜂窝平台相集成，使运营商可以在手持设备上提供类似桌面系统的功能。飞思卡尔在展会上通过拨打真实的3G呼叫来在MXC架构上展示Windows Mobile。


Windows Mobile也还在提升智能手机的功能。微软公司最近公布了Internet Explorer Mobile的最新版本，为Windows Mobile手机添加了桌面级Web浏览能力。此外，Windows Mobile软件的更新版本--Windows Mobile 6.1包括了全新的节省时间功能、更简便的手机导航和管理能力、以及增强的安全保护能力。Windows Mobile 6.1根据用户反馈进行了一系列重要的升级，其中包括：支持一目了然地浏览大多数重要信息的能力、更加迅速地设置手机的能力，以及为适应小屏幕而改造的增强型功能。


作者：Ellie Zhang
《电子系统设计》
http://www.52rd.com/S_TXT/2008_5/TXT9995.HTM