FPGA提升智能手机设计差异化

　　当今手机行业的创新速度之快可谓前所未有，用户不断对手机提出更多的要求。智能手机、平板电脑和其它电池供电设备已经不再是简单的通信设备。现在通过集成诸多的“一直在线”的功能（如导航、电子邮件、电话、互联网接入和相机等），它们可以提供许多的个人服务。

　　在两大领先操作系统之间进行选择时，智能手机设计人员需要依赖硬件实现产品的差异化，从而在激烈的竞争中立于不败之地。可编程逻辑器件可以为手机系统架构师提供快速创新，给他们的产品增加新功能。这正是可编程逻辑器件可以为手机系统带来直接价值的体现。下面的一些例子说明了为什么使用低成本、低功耗的可编程逻辑器件可以为手机设计带来附加价值以及如何才能成功地实现。

　　手机行业内不同步的产品开发周期

　　阅读这篇文章的读者可能已经知道，手机和芯片厂商的产品设计周期完全不同。我们会发现，通常每隔一个月就会有新的手机模型推出，而芯片厂商发布新版本芯片的节奏则慢得多。虽然这有着现实和明显的原因，但是手机系统架构师也面临着实实在在的设计挑战，即如何实现芯片厂商所无法支持的越来越快的产品创新周期。最近公布的MIPI电池接口（BIF）标准就是一个很好的例子。

　　MIPI电池接口标准

　　双核和四核处理器的使用以及市场对增强用户体验的需求会导致功耗增加，而对电池供电、寿命和使用时间产生直接影响。如何取得最佳的电池供电、电池容量、化学、安全性和外形尺寸之间的平衡是一个重要的设计挑战。MIPI-BIF建立的通信协议为系统设计人员提供了一种方法：在有需要时才读取参数，从而优化设备使用时的功耗并优化电池充电。对于需要确保用户安全的系统，它还提供了一种方法来验证电池。虽然MIPI标准已经公布，但是芯片厂商却仍然需要时间，将该标准加入到他们的产品当中。然而，手机设计人员则可能希望更快地利用MIPI-BIF的优势。可编程逻辑器件就非常适合在这种情况下使用，因为其可以使移动系统架构师使用现有的芯片或应用处理器来实现新的标准。事实上，MIPI发布BIF标准不久后，莱迪思（Lattice）半导体公司就宣布支持该标准，并与主要客户合作，开始着手实现。

　　图1是使用低成本、低功耗的FPGA在现有的应用处理器和最近发布的MIPI-BIF标准之间构建桥接的示例。使用低功耗FPGA可以实现BIF电池通信线（BCL）上的通信。由于在应用处理器侧通常都有I2C接口，因此该接口是连接主应用处理器和FPGA的最佳选择。在I2C标准之上定义了一个简单的协议，以实现主机和FPGA之间的通信。如果需要的话，可以很容易地采用FPGA解决方案定制主机接口。同时，可以使用FPGA进一步定制BIF接口/协议。此外，FPGA还为客户提供了灵活性，甚至是在同一个低功耗的FPGA器件内集成其他功能。通过使用低功耗FPGA与应用处理器相结合，手机制造商可以根据需要在他们的产品中实现大量的差异化特性/功能，从而使其产品与众不同。

　　

　　图1  使用低功耗FPGA实现新的标准。