當(dāng)今，手機(jī)不僅僅需要保持它原來做為通信工具的目的，而且也需要是一個(gè)高端音樂播放機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和PC的調(diào)制解調(diào)器。為了支持所有這些要求，它必須有效和最佳地傳輸數(shù)據(jù)。

　　從PC到手機(jī)高密度傳輸音樂、圖像和視頻文件，在現(xiàn)有手機(jī)結(jié)構(gòu)中存在1個(gè)特有的瓶頸?，F(xiàn)在，手機(jī)用全速USB進(jìn)行這些傳輸，用基帶處理器做為主處理器，使這些數(shù)據(jù)密集操作變?nèi)菀?。因?yàn)榛鶐枰婕案咚贁?shù)據(jù)傳速，所以結(jié)合采用較慢的全速USB替代高速USB導(dǎo)致現(xiàn)有的手機(jī)設(shè)計(jì)不能用做通信，PC到手機(jī)傳輸是慢速的。圖1示出已有手機(jī)框圖。

　　                          圖1 現(xiàn)有手機(jī)USB結(jié)構(gòu) 

　　各種消費(fèi)者報(bào)告表明這種結(jié)構(gòu)類型導(dǎo)致100個(gè)mp3文件下載時(shí)間大約為1個(gè)小時(shí)。這樣的性能消費(fèi)者是不能接受的，消費(fèi)者希望高端便攜媒體播放機(jī)有優(yōu)質(zhì)下載速度。為了解決此問題，首先確定的改進(jìn)是采用高速USB控制器。全速USB技術(shù)的吞吐量為12Mbis/s，而高速USB是480Mbit/s，這有40倍的改進(jìn)。

　　USB器件

　　任何系統(tǒng)中的全速或高速USB器件都包含幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)元件。它必須包含存儲(chǔ)USB數(shù)據(jù)的緩沖器(通常稱之為端點(diǎn)緩沖器)，串行接口引擎(SIE)，USB收發(fā)器(PHY)，配置/狀態(tài)/控制寄存器和存儲(chǔ)USB軟件棧的程序存儲(chǔ)器。端點(diǎn)緩沖器存儲(chǔ)所有USB數(shù)據(jù)，其結(jié)構(gòu)往往是先進(jìn)光出(FIFO)結(jié)構(gòu)。SIE的功能是發(fā)送和接收來自端點(diǎn)緩沖器的數(shù)據(jù)。SIE檢測和生成標(biāo)準(zhǔn)USB分組信號(hào)以及編碼和譯碼USB數(shù)據(jù)到并行總線，與PHY通信。PHY是一個(gè)模擬開關(guān)。它是SIE并行總線和USB 連接器的串化D+和D-線之間的硬件接口。

　　手機(jī)中的模擬USB PHY從來沒有集成到數(shù)字基帶處理器中，這是由于一定的技術(shù)限制，導(dǎo)致圖1所示的結(jié)構(gòu)。大多數(shù)基帶處理器已集成數(shù)字全速USB元件，然而，少量基帶處理器支持高速USB。對于支持高速USB的基帶處理器，有兩類高速USB PHY可供選擇。PHY的選擇基于基帶處理器中的高速USB接口。第1個(gè)接口是通用串行總線收發(fā)器宏小區(qū)接口(UTMI)，它的最小引腳數(shù)為22、最大引腳數(shù)為46。第二個(gè)接口是UTMI低引腳接口(ULP)，把數(shù)字基帶和模擬PHY之間的引腳數(shù)減少為5~8個(gè)引腳，它也減小了PHY尺寸(由于降低了引腳數(shù))。圖2示出帶Cypress MoBL-USB TX2(高速USB PHY)的框圖。

　　                  圖2 帶HS-USB PHY的手機(jī)USB結(jié)構(gòu)

　　對于不支持高速USB的基帶處理器，可以用一個(gè)全USB控制器方案增加此功能到手機(jī)中，這包括集成在一個(gè)芯片中的數(shù)字和模擬USB單元。圖3示出這種方案的Cypress MoBL-USB FX2 LP18P實(shí)例。

　　                  圖3 帶HS-USB控制器的手機(jī)USB結(jié)構(gòu)

　　圖2和圖3方案示出增加高速USB到手機(jī)來解決從PC下載速度慢的問題。兩種結(jié)構(gòu)都使下載100首歌曲從用時(shí)1小時(shí)降到小于5分鐘。

　　這些結(jié)構(gòu)在從PC到手機(jī)高數(shù)據(jù)密度傳輸中仍需要基帶處理器的卷入和帶寬。隨著基帶處理器需要處理通信、操作系統(tǒng)和其他任務(wù)，這會(huì)減慢來自PC的數(shù)據(jù)傳輸。用1個(gè)高速USB/大容量存儲(chǔ)橋器件(如Cypress公司的West Bridge Antioch外設(shè)控制器)可以解決此問題(見圖4)。

　　               圖4 帶HS-USB大容量存儲(chǔ)控制器的手機(jī)USB結(jié)構(gòu)

　　從圖可見，現(xiàn)在基帶處理器脫離裝入數(shù)據(jù)密集傳輸，釋放關(guān)鍵的手機(jī)資源并降低PC下載時(shí)間。從圖2和圖3中PC到大容量存儲(chǔ)器的兩步處理變到現(xiàn)在的單步處理。隨著手機(jī)用戶開始需求較高密度存儲(chǔ)，有高達(dá)500個(gè)mp3傳輸似然性，而傳輸時(shí)間的更多減小是關(guān)鍵。

　　橋方案

　　圖4所示的橋方案對于多任務(wù)多媒體也是必須的。隨著蜂窩通信技術(shù)從2G和2.5G技術(shù)(如CDMA，GSM，GPRS和EDGE)演變到3G和3.5G技術(shù)(如CDMA 2000EV-DO，WCDMA，HSDPA ，HSUPA)，這些技術(shù)的數(shù)據(jù)率正在接近14Mbit/s。手機(jī)可以連接到PC并做為Internet連接。做為手機(jī)相機(jī)改進(jìn)到3.1非像素或更高，使從手機(jī)到PC的圖像數(shù)據(jù)傳輸量增加。隨著電郵和文件變大，正在需要較快的PC同步。用Cypress West Bridge方案(具有16個(gè)USB端點(diǎn))可以同時(shí)使所有這些使用模式成為可能。橋方案中的端點(diǎn)緩沖器數(shù)量表明在手機(jī)可以使能的多任務(wù)水平。

　　基帶處理器的設(shè)計(jì)和存在時(shí)間大于手機(jī)中其他芯片。橋方案的另外優(yōu)點(diǎn)是：由于它的設(shè)計(jì)周期比較短，這可以為大容量存儲(chǔ)器接口(基帶中不包含)增加支持。例如，West Bridge Antioch外設(shè)控制器包含對最新手機(jī)存儲(chǔ)器件(如安全數(shù)字(SD)，多媒體卡(MMC)，硬盤驅(qū)動(dòng)(HDD)，NAND閃存)的支持。此功能不僅僅增加連接最新存儲(chǔ)器件的能力，而且也改善了性能。

　　如同所有手機(jī)方案一樣，“4P”(封裝，價(jià)格，性能和功率)準(zhǔn)則是重要的考慮。本文所示的圖2、圖3和圖4方案在手機(jī)市場都有各自的應(yīng)用場合。然而，隨著消費(fèi)者需求推動(dòng)手機(jī)趨向媒體中樞，West Bridge Antioch橋方案正在變得更加必要，使手機(jī)增加綜合價(jià)值和使用戶需要的多任務(wù)水平成為可能。