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主题:【原创】论山寨手机与Android联姻的技术基础 -- 邓侃

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      • 家园 好文。带点商榷。

        好文。现在联发科的确是一支不可忽视的力量了,以前不太关注,以后要多关心了。尤其是MTK拜了高通的码头以后,对于不少中国的企业来说,也许算一个坏消息吧。

        PS,

        于是他们发明了复杂指令集CISC(Complex Instruction Set Computer),并且设计了相应的CPU物理结构

        CISC早于RISC,RISC的初衷很大程度上就是为了取代CISC,当然之后的发展就复杂了。建议修改一下原文。

        In the late 1950s, faced with the need to rationalize it's computer product lines, IBM instituted a research program having the objective of creating a range of software compatible computers that would also capture its existing software investments. The result, introduced on April 7, 1964 was the System/360, the first commercially available microprogrammed computer architecture (latter to become known as complex instruction set computer, or CISC architecture). The success of System/360 resulted in CISC architectures dominating computer, and later microprocessor, design for two decades.

        However, the ability to incorporate any instruction which could be microprogrammed turned out to be a mixed blessing. During the mid-1970s, improved performance measurement tools demonstrated that the execution of most application programs on CISC-based systems was dominated by a few simple instructions, and the complex ones were seldom used. As a result, in October 1975 the project was initiated at IBM's Watson Research Center which, four years later gave birth to a 32-bit RISC microprocessor named for the building in which it was developed. In the immortal words of Joel Birnbaum, the first leader of the 801 project and later designer of the PA-RISC architecture: "Engineers had guessed that computers needed numerous complex instructions in order to work efficiently. It was a bad guess. That kind of design produced machines that were not only ornate, but baroque - even rococo."

      • 家园 System On A Chip

        手机芯片不断的整合新的功能,能在几个方面有效的提高系统的性能:

        1.体积。以前是多个芯片,现在是一个芯片。大哥大变成了口袋机。

        2.能耗。待机时间更长。

        3.Time to market。手机设计时间更短。

        4.成本。单个芯片本身的成本比多个芯片低很多。

        5.成品率/返修率。芯片的可靠性远远高于组装机器。

        6.功能。以前因为以上原因不能放进手机的功能,现在也可以了。

        不过,手机的发展有类似PC的地方,就是先以硬件的功能来引导,等硬件功能逐步完善,基本的硬件配置趋同,新硬件不能带来足够的竞争优势,这个时候就要靠其他方面来制造差异,比如软件。

        Smartphone就是在硬件基本成型的时候,开始用易用性(界面),娱乐(游戏,音乐,视频)和实用性(上网)造成差异。当然iphone还是在硬件上面做了更多的东西,比如加速度传感器和触摸屏,说明硬件还是有发展余地的,特别是新传感器。

        看MTK的ARM9芯片,有对复杂操作系统的支持(MMU),有对高性能计算的支持(harvard 架构,缓存),有对应用程序的支持(java bytecode engine),有对多媒体的支持(DSP指令扩展)。Thumb虽然还在里面,应该就是增加了一点面积和能耗,影响不大。

        好像缺的,就是图形加速处理部分,还有触摸屏,摄像头这些有趣外设的支持了。

    • 家园 【原创】【5】MTK颠覆手机产业链

      【5】MTK颠覆手机产业链

      MTK一站式解决方案(Turn-Key)模式出现以前,手机设计开发流程大约可以分成以下6步。

      第1步,Design House从芯片厂商那里拿到参考设计。

      芯片厂商根据自己的市场部门对手机市场的预测,决定未来几年手机需要哪些功能,然后围绕自己的CPU内核,确定手机的参考设计,宗旨是推销自己的芯片。例如 2003年,MTK最早的MT6205基带芯片,内核为ARM7,只有GSM等等基本功能。可能是因为当时MTK认为,GPRS,WAP,MP3等等功能,市场上可能没有需求,所以决定MT6205基带芯片轻装从简,把这些累赘的功能统统裁剪掉。

      等到参考设计的软硬件开发都接近完工了,芯片厂商的营销人员就挨家挨户地拜访Design Houses,展示新款的参考设计,游说新款方案具有广阔的市场前景。如果Design House同意合作,那么Design House会依据新款的参考设计,设计新款手机的整套方案。然后Design House把新款手机的整套方案,推销给手机制造厂商。制造商一旦决定投产,就会向芯片厂商批量订购芯片,芯片厂商应此获利。

      第2步,确定配件元器件。

      芯片厂商提供给Design House的是参考设计,而Design House提供给制造厂商的是产品级设计。前文说过,所谓产品级设计,包括以下部分,

      1. 主板设计,或者Gerber文件,或者PCB板。

      2. 系统软件。

      3. 需要组装的全部元器件的清单(BOM List)。

      4. 配套的外壳。

      芯片厂商提供参考设计,宗旨是推销芯片,尤其是基带芯片。对于其它外围元器件,则留有余地,让Design House自己去选择。Design House选择外围元器件的标准,除了质量以外,还需要考虑成本,以及供货商是否能按时供货等等因素。Design House确定了这些元器件以后,就可以着手设计主板的布局和连线,决定配件元器件的清单(BOM List),系统软件,和外壳等等。

      芯片厂商提供的参考设计,往往以开发板的形式出现。所谓开发板,也被称为大板,因为尺寸远比手机大得多,有的大板甚至可以媲美报纸的面积。Figure 29显示的是Samsung的S3C44BOX芯片开发板[24]。这个开发板的参考设计,包括使用HY57V641620 8M SDRAM,HY29LV160 2M Flash。假如Design House认为,8M的内存小了,2M的闪存也小了,需要换成更大空间的RAM和Flash。LCD也可以换成比亚迪(BYD)的产品,性能更好,价格却更便宜[25]。在这个开发板上,可以方便地改变连线,测试选用不同的配件元器件的性能和能耗等等。

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      Figure 29. Samsung S3C44BOX开发板,内核是ARM7TDMI,一些MTK基带芯片也采用同级别的ARM7EJ-S内核[24]。

      Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2573/4194503829_e8cc18b36a_o.jpg

      第3步,开发调试驱动程序。

      在确定配件元器件的时候,要同时开发及调试相应的驱动程序。

      第4步,产品级主板设计。

      确定了微处理芯片以及配件元器件以后,Design House着手把大板改成小板,也就是设计产品级主板。产品级主板设计主要是让主板更紧凑,这包括布局和连线,同时加上紧固件以及绝缘和散热材料,使手机更加坚固耐用。

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      Figure 30. iPhone初版双主板 [26]

      Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2752/4197014647_c1e51e976e_o.jpg

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      Figure 31. iPhone初版无线主板 [26]

      Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2659/4197014655_e506f6e60f_o.jpg

      Figure 30显示的是iPhone初版的主板。iPhone有两块主板,左边是AP(Application Processor)主板,操作系统,用户界面以及应用程序都运行在AP主板上。图中黄色部分是覆盖在芯片上的绝缘膜,四周的铝合金边框使手机更坚固。右边是BP(Baseband Processor)主板,负责通讯功能。Figure 31显示的是BP主板的背面,从图中也可以看到很多用于紧固的铝合金边框。这两张图片[26]显示的是初版iPhone的主板,3G版的iPhone主板,可以参考[27]。

      严格说来,在这篇介绍Feature Phone的章节里,用iPhone做例子,是不准确的。因为iPhone是Smart Phone,而不是Feature Phone。但是无论是Feature Phone,还是Smart Phone,从大板到小板的设计过程,却是相似的。

      第5步,进一步调试软硬件,使之达到产品级。

      所谓产品级的最高标准,是稳定,是不出bugs。当然在现实生活中,完全杜绝bugs是不可能的。但是产品有优劣之分,bugs数量的多寡,是衡量产品质量的一个重要指标。

      第6步,Design House设计一些参考外壳,参见Figure 32,然后把从里到外的整套设计演示给制造厂商看。

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      Figure 32. Ginwave (经纬) Design House的设计样品 [28]

      Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2503/4197117113_e64c36dfa8_b.jpg

      总结一下前面所述,传统的手机设计开发分成6步,这六步均由Design House负责。

      1. 从芯片厂商那里拿到参考设计。

      2. 确定配件元器件。

      3. 开发调试驱动程序。

      4. 设计产品级主板。

      5. 进一步调试软硬件,使之达到产品级。

      6. 设计一些参考外壳,然后把从里到外的整套设计演示给制造厂商看。

      MTK一站式解决方案(Turn-Key)模式出现以前,手机Design House与制造厂商的合作模式,主要是Open BOM模式。在这个合作模式下,Design House提供主板设计的图纸,以及需要采购的配件元器件清单(BOM List)。手机制造厂商拿到主板设计图纸以后,让芯片厂商按图纸制造主板。同时,手机制造厂商根据BOM

      List,采购其它所需配件元器件。主板和配件元器件到齐以后,手机制造厂商组织生产以及质量测试。然后把生产出来的手机整机交付营销商销售。

      MTK 的一站式解决方案(Turn-Key),实质上是把芯片厂商与Design House两家的工作,由MTK一家包揽了。MTK提供给手机制造厂商的不是设计图纸,而是提供已经组装了主要元器件的主板实物(PCBA),以及供参考的BOM List。手机制造厂商,只需要根据BOM List,选择采购与主板兼容的LCD,麦克风,扬声器,以及外壳。然后把这些外设以及主板组装起来,贴牌打包,即可上市销售。

      采用Turn-Key模式,手机制造厂商需要采购LCD等等外设,然后组装到主板上。如果手机制造厂商,连这两个步骤也嫌麻烦,MTK甚至可以提供完整的裸机。这种模式,称为整机解决方案(Whole-Set)。采用Whole-Set模式,手机制造厂商只需采购并组装外壳,就可以贴牌打包上市销售了。

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      Figure 33. MTK提供的主板,组装了外设以后的裸机,以及装上外壳后的手机 [29]。

      Courtesy http://farm5.static.flickr.com/4002/4195300972_a1dd764eb8_o.jpg

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      Figure 34. 裸机主板的正面 [30].

      Courtesy http://farm3.static.flickr.com/2625/4194503831_d5fbf67d28_o.png

      总之,MTK模式的出现,颠覆了以往的Open BOM模式,取而代之以Turn-Key模式,甚至Whole-Set模式。在Turn-Key模式下,MTK只提供主板,参见Figure 33中,左边那张照片,以及与主板兼容的可供选择的BOM List。在Whole-Set模式下,MTK不仅提供主板,而且连外设也组装好了,手机制造厂商只需要组装外壳,参见Figure 33中,中间那张照片。中间那张已经组装好了外设的主板的反面,参见Figure 34 [30]。图中可以清晰地看见MTK的芯片,MT6225A。

      MTK模式的出现,打破以往手机制造大厂,垄断手机市场的局面,催生了众多小资本小规模的手机制造厂商。对于消费者来说,MTK Feature Phone的卖点是,价格低廉,外壳新潮,但是缺点是功能雷同。

      MTK模式出现以后,其它Design House并不是无事可做,他们仍然可以在MTK基础上,做一些增值软件开发等等工作,但是这些修修补补的工作,难以重现往日Design House日进斗金的辉煌了。

      对比Figure 34中MTK Feature Phone的主板,与Figure 30中iPhone Smart Phone的主板,一个明显的区别是,前者只有一块主板,而后者分为AP和BP两块主板。MTK在Feature Phone时代的成功,是否能够在Smart Phone时代继续发扬光大?要回答这个问题,首先要深入了解Feature Phone与Smart Phone在硬件及软件方面的区别。

      Reference,

      [23] MTK平台发展及各款芯片的功能。(http://bbs.cniso.org/bbs/thread-64473-1-1.html)

      [24] 增强型Samsung S3C44BOX/ARM7TDMI开发板。(http://www.cediy.com/webHtml/Product/tooles/ARM/ARM7/16420090317111000.html)

      [25] 比亚迪LCD产品介绍。(http://www.bydit.com/docc/products/lcd_p.asp)

      [26] 拆解初版iPhone。(http://hkmsyp.com/forum/thread-10198-1-1.html)

      [27] 拆解3G版iPhone。(http://www.beareyes.com.cn/2/lib/200807/14/20080714332.htm)

      [28] 手机Design House与制造厂商的合作模式。(http://www.ginwave.com/docc/product/product.asp)

      [29] MTK平台手机。(http://wujianspace.spaces.live.com /?_c11_BlogPart_BlogPart=blogview&_c=BlogPart&partqs=cat%3D%25e8%25ae%25a1%25e7%25ae%2597%25e6%259c%25ba%25e4%25b8%258e%2520Internet)

      [30] 山寨手机存活的理由。(http://tech.sina.com.cn/mobile/n/2008-06-12/10122253121.shtml)

      • 家园 专利问题是怎么解决的呢

        请教一下楼主,生产销售手机涉及到这么多环节和各种芯片、设计、以及软件,高通和诺基亚,最近诺基亚和苹果因为专利问题打得不可开交。请问,这各个环节中,涉及到的专利问题是如何处理的呢?

        • 家园 这个问题把我问住了

          专利问题,实际上是传统强国制定游戏规则,使规则有利于维护自己利益。

          譬如TD-SCDMA,号称是国货。实际上,仍然要给Quacomm缴纳大量专利费用。

          专利真的有利于保护知识产权,鼓励新发明新创造吗?未必。

          这不仅是制度问题,也是大国博弈的过程。

          问题太复杂,我回答不了。

          河里法律大虾不少,不知道谁能带头讨论一下。

          • 家园 事实上TD不付一分钱給Qualcomm

            事实上TD阵营并不付钱给高通,由于基础专利即将过期(2010年),高通发动法律大战的动力不强。

            • 家园 CDMA和UMTS是怎么获得专利许可的呢

              看报道说中国某某公司和高通达成专利许可协议,这个主要是针对CDMA。但是UMTS的生产商是怎么获得专利许可的呢?我差了一下ETSI的知识产权数据库,里面显示共有6000多披露的核心专利,当然这里水分大得不得了。生产厂商怎么确定哪些是真正的核心专利哪些是浑水摸鱼的?诺基亚和interdigital在英国打了一架,结果发现interdigital宣称的29个核心专利只有一个是真正的核心专利。而且生产由很多环节组成,究竟是芯片制造商,还是零部件厂商还是最后的终端生产商支付专利使用费呢?比如说苹果的iphone是在中国代工生产的,是代工厂商支付专利费还是苹果支付?

              请版上的各位帮助解答一下,多谢!

      • 家园 mtk2010年下半年出android

        http://info.tele.hc360.com/2009/12/231140163357.shtml

        http://news.mydrivers.com/1/151/151557.htm

        http://www.52rd.com/S_TXT/2009_12/TXT19999.htm

      • 家园 【原创】技术向低层次,更多用户的迁移

        其实是一个很常见的现象,当一个层面成为瓶颈,最后会整合到少数的公司/技术,然后下游产业开始兴起。在我看来,师兄所写的MTK,是在手机领域的一个实例。

        当年肖特基说,要有三极管。于是有了三极管,一堆厂商做三极管。三极管很麻烦,要堆在一起才是系统,要设计测试。于是intel说,都给我用集成电路统一起来!

        当年jobs说,要有个人计算机。于是有了个人计算机,一堆厂商做个人计算机。个人计算机很麻烦,这个和那个都不兼容。于是ibm说,都给我用PC架构统一起来!ibm话音未落,compaq冲上来,抢了果子交给intel/MSFT。

        软件兴起了,大家发现,当年写信骂人,说copy是海盗的那个小子,居然创建了一个商业模式。于是一堆厂商写软件,这个和那个软件,界面不一样,用哪个都要重新学习。这个时候那个小子嘿嘿一笑:都给我用windows统一起来!

        PC火了,大家要把计算机都连起来。Novell做网络,windows也做网络,ibm也做网络,大家谁也不鸟谁,用户要么上这条贼船,要么上那条贼船。cisco说:你们都没听说过TCP/IP么?

        Cisco把计算机都连起来,于是大家开始重新划分地盘。数据很重要,link很珍贵。有做动态页面的,有积累静态页面的。数据跑的比用户快,什么东西都在那里,什么都找不到。Google说:哎?条条link通罗马。

        btw,谢宝

    • 家园 【文摘】移动互联网报告 by 摩根士丹利

      原文分3部分共1千多页

      新浪中文摘译 --- 摩根士丹利报告全文:移动互联网是新技术周期

      移动互联网周期是50年来的第5个新技术周期,这个周期刚刚开始。每个周期的赢家通常都会创造比之前更多的市值。新的赢家将浮现,一些公司将生存或繁荣,而很多此前的胜利者将会消亡。

        移动互联网的增长速度超过了桌面互联网,我们认为未来5年手机上网用户会超过电脑上网用户。

        5项基于IP的产品和服务正在增长和融合,将支撑着移动互联网迅猛增长。这5项产品和服务分别是:3G技术、社交网络、视频、IP电话以及移动设备。

        苹果+Facebook平台将带动人们交流联络的方式实现飞跃,他们用户和应用开发商的迅猛增长可能是史无前例的。

        海量移动数据增长正在推动运营商和设备提供商进行过渡。

      点看全图

      摩根士丹利报告原文下载:

        The Mobile Internet Report Setup

        The Mobile Internet Report Key Theme

        The Mobile Internet Report

    • 家园 Android平台很不成熟!

      google在做系统方面不是很好!开发的时候会出稀奇古怪的问题!

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