Технологии современных систем карманных персональных компьютеров

основные параметры карманных персональных компьютеров

Процессор Intel PXA250, разработанный и выпускаемый корпорацией Intel, ориентирован на рынок карманных персональных компьютеров, смартфонов, коммуникаторов разного типа, включая устройства, снабженные средствами беспроводной связи, а также встроенные системы обработки данных и т.п.

Функциональная схема Intel PXA250, описывающая структуру, интегрированные элементы и контроллеры, входящие в состав данного процессора, представлена на рис. 1.

Рис. 1. Функциональная схема процессора Intel PXA250

В основе процессора Intel PXA250 лежит 32-битное RISC-ядро Intel XScale, обеспечивающее суперскалярное выполнение команд. Строение этого ядра основано на архитектуре Advanced RISC Mashines (ARM). Система команд Intel PXA250 совместима с ARM версии 5TE ISA (ARM Thumb Instruction Support, ARM DSP Enhanced Instructions). Это обеспечивает преемственность программного обеспечения, разработанного под предшествующие модели процессоров этого типа, например под ранее выпущенный процессор Intel PXA210.

Однако, унаследовав многое от своих предшественников, очередное ядро процессора от Intel имеет и некоторые особенности. Так, ядро XScale процессора Intel PXA250 обладает следующими характеристиками:

• 32-Кбайт кэш команд;

• 32-Кбайт кэш данных;

• 2-Кбайт мини-кэш данных (отдельно от L1);

• 2-Кбайт мини-кэш команд (предназначен для резидентной программы отладки);

• 40-битный аккумулятор и расширенное 16-разрядное устройство умножения для обработки мультимедийной информации;

• средства управления памятью инструкций и данных и др.

Наряду с ядром Intel XScale в процессор интегрировано множество технических средств.

Встроенный в процессор Intel PXA250 контроллер памяти поддерживает широкий ассортимент типов микросхем памяти с учетом их разной внутренней и внешней организации: до четырех банков памяти SDRAM, шесть статических чипов памяти SRAM, SSRAM, Flash, ROM, SROM, а также чипы-компаньоны. Кроме того, компьютерная система, созданная на основе Intel PXA250, может быть оснащена одним либо двумя слотами PCMCIA или CompactFlash. При этом интерфейс системной памяти поддерживает: 100  МГц SDRAM, от 4 до 256 Мбайт SDRAM, четыре банка SDRAM по 64 Мбайт.

Встроенный контроллер жидкокристаллического дисплея (LCD) способен работать с пассивными или активными панелями LCD. Этот контроллер обеспечивает поддержку 1, 2, 4 бит серого и 8- или 16-битную глубину цвета. Возможна работа с дисплеем разрешения 1024x1024, однако рекомендованное разрешение — до 800xЅ600 пикселов при 16-битной глубине цвета.

Пример подключения компонентов компьютерной системы к встроенным в структуру процессора Intel PXA250 контроллерам представлен на рис. 2.

Рис. 2. Пример подключения компонентов компьютерной системы к процессору Intel PXA250

Процессор Intel PXA250 поддерживает работу ядра с тактовой частотой 100-400  МГц (для сравнения: максимальная тактовая частота предыдущего процессора, Intel PXA210, достигала значения 200 МГц). Разные режимы эксплуатации обеспечивают масштабирование компьютерной системы, созданной на основе Intel PXA250, как по производительности, определяемой тактовой частотой, так и по энергопотреблению, зависящему от тактовой частоты и напряжения питания. При этом чем больше напряжение питания процессора (конечно, в пределах допустимого уровня), тем выше можно установить значение тактовой частоты, и наоборот — чем меньше напряжение питания, тем ниже максимальное значение тактовой частоты.

Максимальное энергопотребление процессора Intel PXA250 составляет 1,4 Вт, минимальное  — менее 500 мВт.

Возможные штатные электрические и частотные режимы эксплуатации процессора Intel PXA250 приведены в табл. 1.

Таблица 1. Режимы работы процессора Intel PXA250

Воплощение архитектурных замыслов разработчиков и реализация широких функциональных возможностей процессора стали возможны благодаря применению хорошо отработанного технологического процесса. Процессор Intel PXA250 создан по CMOS-технологии с использованием литографии 0,18 мкм и шести слоев металлизации.

Кристалл процессора Intel PXA250 упакован в корпус PBGA с размерами 17Ѕ17 мм и содержит 256 контактов.

Остается добавить, что процессор Intel PXA250 стал важным этапом эволюции данного класса высокоинтегрированных элементов. Он послужил прообразом последующих поколений процессоров, созданных для сверхкомпактных устройств обработки данных, к которым относятся и карманные персональные компьютеры.

Ведущие фирмы производители карманных персональных компьютеров

В отличие от настольных ПК, которые подразделяются на несколько крупных классов и в остальном достаточно универсальны, карманные компьютеры более жёстко привязаны к собственным операционным системам (ОС).

На сегодняшний день основными[источник не указан 447 дней] ОС для КПК являются:

        Windows Phone

        Windows Mobile (ранее Pocket PC и Windows CE) фирмы Microsoft;

        Palm OS фирмы PalmSource;

        BlackBerry фирмы Research In Motion;

        Symbian OS (ранее EPOC);

        iOS фирмы Apple.

        Google Android разрабатываемая Open Handset Alliance;

        GNU/Linux

По исследованиям Gartner, в III квартале 2005 года по сравнению с III кварталом 2004 года рынок КПК вырос на 20,7 % и был поделён между ОС в следующих пропорциях[источник не указан 447 дней]:

        Windows Mobile на Pocket PC — 49,2 % (рост);

        BlackBerry — 25,0 % (рост);

        Palm OS — 14,9 % (сокращение);

        Symbian OS — 5,8 % (рост)

        Familiar и другие, основанные на Linux — 0,7 % (сокращение);

        Другие ОС — 4,4 % (стабильно).

Карманные компьютеры

Hewlett-Packard Company
Hewlett-Packard - один из крупнейших мировых лидеров в области компьютерного оборудования и технологий. Компания была создана в 1939 Биллом Хьюлеттом и Девидом Паккардом. Компания имеет 124 600 сотрудников по всему миру и более 600 представительств по сбыту и обслуживанию продукции более чем в 120 странах мира. Hewlett-Packard выпускает весь спектр компьютерной техники от калькуляторов и карманных компьютеров до суперкомпьютеров: поставляет аппаратную платформу и операционную систему, используемые в качестве базы для серверов Интернет; программную платформу e-speak — для разработки и функционирования электронных служб, а так же Chai — платформу для Интернет-приложений, ориентированную на производителей интеллектуальных устройств и систем общего назначения (мобильные телефоны, автомобильные навигационные системы, торговые терминалы и т. п.); кроме того, она производит сами терминальные устройства — рабочие станции, ноутбуки и карманные компьютеры А совсем недавно, в марте 2001 года, в HP было создано новое подразделение, которое будет заниматься исключительно разработкой портативных устройств. Руководителем новой структурной единицы Embedded and Personal Systems (EPS) назначен бывший начальник отдела персональных коммуникаций (Personal Communications) компании Motorola. Таким образом, EPS стала пятым структурным подразделением в HP. В сферу его деятельности вошли такие направления HP, как карманные компьютеры Jornada калькуляторы, а также разработка встроенного ПО.

Palm, Inc.
Компания Palm Computing - ведущий производитель одноименных компьютеров и операционной системы – обрела самостоятельность только в 1999 году. До этого времени производителя самых популярных ПДА в мире напоминала историю рабыни Изауры. Вначале маленькая инженерная компания с колоссальным интеллектуальным потенциалом в лице ее основателей Джеффа Хоукинса и Донны Дубински была приобретена компанией U.S. Robotics, случилось это в сентябре 1995. Полученные от этой сделки $44 млн. позволили Palm Computing всерьез заняться разработкой уникального устройства - «наладонника». Первый в мире персональный компьютер с операционной системой PalmOS был выпущен в 1996 году. Он назывался Pilot 1000. В этом же году устройство (на котором, кстати, уже красовался логотип фирмы U.S. Robotics) произвело настоящий фурор на конференции Demo-96. В 1997 году в свою очередь U.S. Robotics была приобретена за $6,6 млрд корпорацией 3Com (крупнейшей в мире компанией, занимающаяся локальными и глобальными сетевыми инфраструктурами, и второй по величине компанией, поставляющей полные сетевые технические решения).В комплекте 3Com получила и Palm Computing. Еще целых два года Palm не принадлежал сам себе. За это время компанию покинули ее основатели: Дубински и Ховкинс создали новую фирму — Handspring, которая теперь занимается выпуском карманных устройств под платформой Palm OS, но конкурирующих с компьютерами Palm. Независимость пришла к Palm Computing только в 1999 году. Компания была преобразована в независимое акционерное общество открытого типа. Благодаря новой структуре 3Com и Palm смогли сконцентрировать усилия на двух наиболее перспективных рынках, что позволило 3Com извлекать максимальную выгоду из своего лидирующего положения в сетевой индустрии, а Palm - в индустрии карманных компьютеров. Сейчас годовой оборот Palm Computing составляет более $600 млн. Компания продает значительно больше карманных компьютеров, чем все остальные производители вместе взятые. Количество проданных КПК Palm уже превысило 5 млн. На долю Palm Computing приходится 68 процентов рынка КПК. По объемам продаж устройства Palm устойчиво удерживают первое место и в Европе, и в Америке, и в Азии.

45