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i.MX: 创建无线通信持久的性能 1概述 随着向第三代移动业务耀眼的新世界迈出第一步，我们就正在以革命性的新方式参与业务处理，其流动性不再限制我们的生产力。然而，我们也知道移动系统有其的弱点—那就是移动系统的电源问题。不管我们的移动系统变得多么强大，它们所能执行工作的数量都会受制于所用电池的寿命。 因为我们正在步入一个3G部署的新领域，将宽带接入到我们每个人的身边，而对电池的消耗也正伴随着这些过程逐渐增加。 下一代手持无线通信设备必须在性能 与及 持久性(长寿命电池寿命)之间取得 一 高度平衡，这正是摩托罗拉基于ARMTM 技术的i.MX系列应用处理器特有的优势。 i.MX系列嵌入式应用处理器比起早期的DragonBall TM处理器产品在性能和集成上有着质的飞跃。 基于ARM技术的i.MX系列应用处理器是专门为智能电话技术，无线PDA以及其它无线通信应用而设计的。 基于行业标准ARM处理器内核，i.MX系列 的其功能集成有何与众不同呢？i.MX系列的第一个成员MX1是价格、性能和低功率消耗的完美结合。其电源和持久性的设计有望达到最新手持设备比以往更加复杂的系统要求，能在长时间内提供快速的数据接入。 未来的i.MX系列将在硬件上加入先进的浮点技术。 我们已经知道，由于处理器性能的上升，电池寿命的下降，因而我们必须使用更有效的软件和更高级的半导体处理技术像选择性硬件加速、动态频率控制、直接内存存取通道和时钟门控等设计技术都全面提升了i.MX系列的总效率，以更低能耗完成更多的工作。 摩托罗拉体系结构使我们增强ARM内核体系结构。但是，我们没有选择增加任何所有权调整，以 便 确保客户维持软件在ARM体系结构之间的兼容性，能够使用标准的开发工具。我们与ARM进行非常密切的合作来帮助他们能 开发出更有效的处理器内核以便应用于我们的i.MX应用处理器。 摩托罗拉已经为无线手持和智能电话产品构建了三个开发平台——应用于2.5G和3G蜂窝的Innovative ConvergenceTM平台以及应用于诸如PDA手持计算设备的CPU平台。 2处理器 新的处理器体系结构不仅包括与设计和开发相关的时间和费用，同时还包括在工具、间接材料、推广程序以及对鼓励新用户具有吸引力的许可体系上的巨大投资。ARM处理器已经获得业内广泛的认可，并有一些既定优势。 为i.MX产品选择ARM处理器内核带 来了 有合理的经济性，使我们可以利用我们 的处理器内核资源来开发重要的外部设备，使i.MX系列从其竞争产品中脱颖而出，成为业内无线手持通信设备最有效率的处理器。 由于我们在高端PowerPCTM系统方面的经验，我们有足够的知识和技能来协助ARM公司开发支持高性能系统所需的其他领域。 利用ARM内核技术，i.MX是 下一代提供比以前DragonBall处理器产品高得多的性能和集成DragonBall处理器。i.MX系列第一位成员i.MX1包括以下性能：
摩托罗拉在无线通信领域具有70多年建造无线产品以及50年半导体行业的丰富经验。 Dual VT——半导体设计中的每个晶体管都有其相应的阈值电压（VT），这决定了切换的门在多大电压下开动或关闭。目前我们已经有能力在同一块芯片上包括高低VT晶体管，只使用这些关键路径电路所需的低VT晶体管就可以获得我们想要的速度。 合理偏压——从本质上来说，待机耗电是通过晶体管内薄氧化层的门连接“渗漏”出去的，连接处两端电压差别越大，漏电量也越大。通过偏置底层电压，降低了连接处的电压，因而减少漏电量，这就是合理偏压。尽管Dual VT是一项芯片级技术。可以用来降低待机耗电。 动态电压频率缩放(DVFS)——调低时钟频率意味着可以降低运行电压，相应的也降低了对电池能量的要求。 动态存储存取（DMA）—— 这 DMA旨在使外围设备和内存之间的通道绕过处理器。CPU 即 既可用于执行其它功能，提高系统的性能，还可因其较少的工作任务而放缓速度以便节约能量。 时钟门控——这是降低能量消耗并同时保持相同性能和功能的有效策略。 分割——实现更好的速度和效率模型可以通过将集中的设备循环任务委托给硬件加速器而不是软件。但是，这必须在保持软件的灵活性的条件下完成，其中灵活性最重要。 3不是为了高频 在便携式无线系统中，总线往往非常低而窄，一次只能传输一定量的数据。当您增加CPU时钟频率时，您必须输入数据和指令，超频的处理器将由于超频而烧尽额外的能源，并最终耗尽电池。这可通过在系统内使用L2（第2层）高速缓冲存储器来适当缓解。未来的i.MX系列有望采用L2高速缓冲存储器，减少CPU达到外部存储极限的次数。 我们利用管理系统总线的丰富经验来获得最优的处理器——在性能和能量消耗之间找到最佳平衡。我们基于ARM926内核的CPU平台利用多主 纵横交换机设计，旨在使多个主件能与多个附属设备（外围设备）同时对话。 改进的性能不是为了通过加快时钟来获得更高CPU频率，而是利用现有速度，从整个系统获得更高的效率。智能电话和PDA有望采用综合业务，也可能包括蓝牙技术和802.11 WLAN功能，所有这些都要求增加功能更强大、更有效的处理器。 i.MX系列旨在以较低的时钟速度来做相同的工作，并将低速时钟落实到重要的能量节约上。这项成功结合不管是现在还是将来都是i.MX的典范。 在近来的基准研究中，i.MX在以下几个方面都优于Intel?/SUP> XscaleTM技术的PXA250处理器和TI的OMAP TM 1510处理器： 象这种能量性能意味着MXL DragonBall 处理器PDA旨在使用1000mAH电池来支持超过六小时的电影播放，并能提供50至70天的备用时间。 现实世界中的电池寿命或者持久性对无线用户来说完全与性能一样重要。在处理性能上的进步及其对电量的要求远远超过在电池寿命上的进步。这就是我们为什么如此努力在从晶体管到系统的设计中节约能量。我们知道电池技术跟不上我们的步伐，因此由我们负责来弥合系统能量要求和可用的电池电量之间的差距。 5思考系统 i.MX是摩托罗拉大型无线应用系统的一部分，全面集成的innovative Convergence平台提供了最先进的芯片组、软件引擎以及开发环境，该环境对支持蓝牙技术与JavaTM 2 Micro Edition (J2METM)执行的2.5G和3G蜂窝开发不可或缺。该平台旨在将 i.MX与同类蜂窝处理器无缝集成。我们可以改变和提高DragonBall处理器，而不必重新确认载波智能电话的蜂窝功能。摩托罗拉已经利用20多年的蜂窝经验来开发GSM/GPRS手机的i.250平台以及GSM/ UMTS手机的i.300平台。 摩托罗拉i.MX平台具有多操作系统和备用的实时操作系统，并包括支持蓝牙无线技术的接口。
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