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原稿：http://www.digit-life.com/mobile.html 现在的PDA以及智能手机等掌上设备已经越来越小巧。撇开它们合金外壳，大容量电池以及大尺寸显示屏而言，10mm的厚度以及100g的重量真的可以说是非常轻巧，如此小巧自然对产品各功能部件也提出了更为严格的要求。 掌上设备甚至同样也具有主板、 内存以及其他逻辑单元。 和台式机相比，掌上设备的系统相当的高，在如此狭小的地方不仅要容纳下CPU核心，还需要安置诸多的控制器，比如LCD显示控制、 电源及核心频率管理、USB接口、音频接口、存储卡接口以及各种通用输入/输出接口（按键、滚轮、摇杆等）。处理器本身也会集成不同的系统内存控制器，包括随机访问内存和闪存。在最新的芯片设计中，处理器中甚至集成了闪存芯片，可供安装操作系统以及其他软件。我们相信不久以后处理器还可能直接集成内存，容量将达到32、64甚至128MB。 历程 Intel的 XScale RISC处理器源于获得很大成功的ARM处理器（Advanced RISC Machines公司开发），在架构扩展的基础上也保留了对以往产品（主要指软件产品）的向下兼容性。ARM公司是1990年由Arcon、Apple和VLSI合作成立的，Acron需要为他们的Archimedus电脑（这款产品的设计架构相当成功，不过在商业上失败了）准备一块处理器，而Apple也正在寻找一块RISC架构的MAC处理器取代摩托罗拉的68K CISC，VLSI则计划设计一块RISC架构的处理器用在集成系统中。 ARM架构在推出后取得了成功，各种ARM核心版本（特别是6、7、9、10、11）以及不同系统方案被相当多的公司（DEC、Intel、TI、Atmel等）采用。这种产品功耗低（相对性能而言），应用方案灵活，可以为多媒体信号处理加入指令集，也可以为Java应用加入有效执行。 下面就是一下ARM架构方案：
| CPU |
Description |
ISA |
Process |
Voltage |
Area(mm2) |
Power(mW) |
Clock(MHz) |
Mips(MHz) |
| ARM7TDMI |
Core |
V4T |
0.18u |
1.8V |
0.53 |
<0.25 |
60-110 |
0.9 |
| ARM7TDMI-S |
Synthesizable Core |
V4T |
0.18u |
1.8V |
<0.8 |
<0.4 |
>50 |
0.9 |
| ARM9TDMI |
Core |
V4T |
0.18u |
1.8V |
1.1 |
0.3 |
167-220 |
1.1 |
| ARM920T |
Macrocell 16+16KB cache |
V4T |
0.18u |
1.8V |
11.8 |
0.9 |
140-200 |
1.05 |
| ARM940T |
Macrocell 8+8KB cache |
V4T |
0.18u |
1.8V |
4.2 |
0.85 |
140-170 |
1.05 |
| ARM9E-S |
Synthesizable Core |
V5TE |
0.18u |
1.8V |
? |
~1 |
133-200 |
1.1 |
| ARM1020E |
Macrocell 32+32kb cache |
V5TE |
0.15u |
1.8V |
~10 |
~0.85 |
200-400 |
1.24 |
ARM架构以其简便、灵活的特点给同时期的其他方案（NEC VR、MIPS、龙珠等）造成了相当的压力。目前多家厂商推出基于ARM以及其衍生物的移动产品，其中不仅有Intel，还包括Atmel和TI等。 目前三种常用的操作系统Windows CE、Symbian和PalmOS都是基于ARM架构设计的，Linux尽管在掌上设备不多见，不过同样基于ARM。我们可以这么说，ARM统治了PDA、智能手机以及其他掌上设备市场，类似于PC市场上的X86架构。我们觉得在今后相当长的时间中，ARM的这种统治地位都不会改变。即使今后推出了新款处理器，但是对于PDA设计师而言，处理器性能是很重要但不是决定性的。简便、低功耗、灵活性、软件以及开发工具才是最重要的，而ARM架构在这些方面具有相当的优势。 在ARM推出一款时间之后，DEC获得了许可并开发出他们自己的高级版StrongARM。DEC和康柏合并后，StrongARM核心被Intel买走，并在随后以SA1100长时间应用到Pocket PC中。该产品的集成度比目前的方案要低一些，许多功能都需要第三方芯片来实现，同时还有一些过时的接口和功能。 Intel自然不会坐视这种情况继续，他们开发出了自己的兼容产品Xscale。这款产品功耗更低，系统伸缩性更好，同时核心频率也得到了提高，目前400MHz的产品已经进入市场，而600、800Mhz的Xscale处理器也将很快面世。同时，这种处理器还支持高效通讯指令，可以和同样架构处理器之间达到高速传输。其中一个主要的扩展就是无线MMX，这是一种64位的SIMD指令集，在新款的Xscale处理器中集成有SIMD协处理器。这些指令集可以有效的加快视频、3D图像、音频以及其他SIMD传统元素处理。尽管这个指令集和Intel桌面系统的SSE/SSE2不兼容，不过提供与之类似的功能，这样程序员就不必重新书写算法、矢量命令等，只需要控制一下计算精度和数据表示，可以在短期内拿出大量应用软件。 Xscale处理器系列 Intel PXA255 - 32位 Xscale RISC核心，兼容 ARM v.5TE指令；
- 工作频率200、300、 400 MHz；
- 0.18微米制程；
- 超标量执行；
- 特殊40位存储器，16位 SIMD指令（视频、音频处理）；
- Intel Strata闪存高速同步接口；
- 性能提高和功耗降低模式；
- 32 KB指令缓存，32KB数据缓存；
- 多媒体流数据专用2KB缓存；
- 内存控制器： 4 bank（最大256MB），工作频率100MHz，支持 2.5和 3.3V SDRAM、SRAM、ROM、闪存等， 16、32位总线带宽；
- 双通道PCMCIA、CF卡控制器；
- MMC/SD 存储卡控制器；
- 15个单Bit通用输入/输出接口，支持中断；
- 集成可编程频率合成器、计时器；
- 16条 DMA通道；
- LCD显示控制器，支持填充、矩形单元变换硬件加速
- AC97音频；
- USB接口（非主机接口）；
- UART（一个用于内部设备，一个提供全功能硬件传输控制）；
- 蓝牙、红外接口；
- I2C和 I2S总线；
- SSP接口；
- 256针 PBGA封装，核心大小17×17 mm；
- 工作温度范围广。  上面这个就是PXA256处理器的结构图，可配置的内存控制器位于右边，同时也充当 CF/PCMCIA接口，一共可以提供6个bank，可以使用CF/PCMCIA、 RAM或ROM等不同种类、带宽的产品。 图中左边则是各种设备的控制器，处理器中一些控制器支持DMA，不占据系统内存： － 频率；
－ 操作系统精确计时器；
－ 双脉冲调制发生器；
－ 中断控制器；
－ 时钟频率合成器和电源管理。 系统同时还集成了显示控制器，支持1、2、4、8、16位色彩显示，支持主动、被动矩阵，最大象素频率83MHz。 Intel PXA26X
这款处理器最大的好处或者说最大的不足就是处理器集成了闪存，这样的集成度使得这款产品适用于智能手机等产品，其主要结构如下图所示：
 这款产品由1块处理核心以及1-2块闪存芯片组成，同时还拥有更多的周边控制器，主要规格如下：
－ 32位 Xscale RISC核心，兼容 ARM v.5TE指令；
－ PXA261 200 MHz, PXA262 200或 300 MHz；
－ 0.18微米制程；
－ PXA261集成 16MB闪存， PXA262集成 32 MB；
－ 超标量执行；
－ 特殊40位存储器，16位 SIMD指令（视频、音频处理）；
－ Intel Strata闪存高速同步接口；
－ 性能提高和功耗降低模式；
－ 32 KB指令缓存，32KB数据缓存；
－ 多媒体流数据专用2KB缓存；
－ 内存控制器： 4 bank，工作频率100MHz，支持 2.5和 3.3V SDRAM、SRAM、ROM、闪存等， 16、32位总线带宽；
－ 双通道PCMCIA、CF卡控制器；
－ MMC/SD 存储卡控制器；
－ 20个单Bit通用输入/输出接口，支持中断；
－ 集成可编程频率合成器、计时器；
－ 16条 DMA通道；
－ LCD显示控制器，支持填充、矩形单元变换硬件加速
－ AC97音频；
－ USB接口（非主机接口）；
－ UART（一个用于内部设备，一个提供全功能硬件传输控制）；
－ 蓝牙、红外接口；
－ I2C和 I2S总线；
－ SSP/NSSP/ASSP接口；
－ 294针 PBGA封装，核心大小14×14 mm；
－ 工作温度范围广。  PXA26X和PXA255两个系列处理器的最大区别就在于同步闪存和增加的控制器。板载闪存将占用6个Bank中的一个，提供256MB DRAM后则仅有1个Bank留给CF/PCMCIA插槽或其他类似设备。 NSSP和 ASSP I/O接口是为移动应用准备的，发布对应网络接口和音频接口。 下面我们来看看芯片中这么多的功能和控制器有什么涌出，下面这个是AC 97音频系统的连线图：  这个则是LCD设备的连线：  MMC存储卡接口连线：  现在的PDA或智能手机上的大约90％的设备以及功能直接和处理器连接，不需要加入媒介，极大的提高了系统集成度。 未来展望 Intel不会停步，未来我们会看到下面这些产品（按时间顺序排列）： － 核心频率 - 600、 800 MHz；
－ 无线MMX矢量协处理器；
－ 最高集成64MB闪存；
－ 最高集成256MB SDRAM；
－ 集成无线收发器（WiFi/蓝牙）；
－ 集成采样和音频播放功能；
－ 集成图形协处理器；
－ 集成通用收发器。
毫无疑问，Intel处理器的集成度还在继续增加。不过我们始终觉得很困惑，为什么要加入这么多的芯片？我们老式的掌上电脑只有一个简单的处理器、电池、屏幕以及按键，一样用的很好。现在处理器上集成的那么多接口真的有那么必不可少吗，在下面的无线时代中会不会成为累赘？ 不过我们可以断言，电源接口一定不会这样。 ：－）
2003年11月29日18:01
于上海
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