中心議題：
- 主流雙模數(shù)據(jù)卡的技術(shù)解決方案
- 提出一種低功耗雙模數(shù)據(jù)卡的技術(shù)解決方案
隨著3G 網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署和4G 網(wǎng)絡(luò)的逐步部署, 支持?jǐn)?shù)據(jù)終端的傳輸速率越來越高, 4G 網(wǎng)絡(luò)下行數(shù)據(jù)速率已經(jīng)高達(dá)150MB / s以上, 因此要求終端芯片處理速率越來越高同時(shí)數(shù)據(jù)處理速率的提高也增大了終端功耗的壓力, 數(shù)據(jù)卡主要的產(chǎn)品形式的接口為USB 接口, 而USB2 0接口的最大功耗限制在5 V,500mA時(shí), 已難以滿足數(shù)據(jù)卡對功耗的要求。另外,由于功耗的增大導(dǎo)致發(fā)熱的問題, 嚴(yán)重影響了用戶體驗(yàn)和產(chǎn)品的使用壽命。因此低功耗設(shè)計(jì)對于數(shù)據(jù)卡的產(chǎn)品設(shè)計(jì)是必要的。
1 主流雙模數(shù)據(jù)卡的技術(shù)解決方案
目前市場上銷售的雙模數(shù)據(jù)卡解決方案要用兩個(gè)制式的終端解決方案平臺, 由于終端平臺芯片廠商的產(chǎn)品有所側(cè)重, 而不會去支持所有的技術(shù)平臺, 因此像高通有很多款基于CDMA 的數(shù)據(jù)卡終端芯片, 但是沒有W Mi ax的終端芯片產(chǎn)品。因此需要整合各廠家的平臺去支持雙模卡產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。由于是整合不同廠家的平臺, 還要兼顧產(chǎn)品的開發(fā)周期, 因此一些硬件和軟件上的設(shè)計(jì), 可能被忽略而導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不是最優(yōu)的。下面通過兩種雙模數(shù)據(jù)卡的設(shè)計(jì)方案, 分析其優(yōu)缺點(diǎn)。
雙模雙待數(shù)據(jù)卡的設(shè)計(jì)方案1
圖1 雙模雙待數(shù)據(jù)卡的設(shè)計(jì)方案1
1.1 主流雙模數(shù)據(jù)卡方案1
該方案的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要是整合兩個(gè)平臺的難度較低, 開發(fā)周期較短, 市面上的雙模數(shù)據(jù)卡較多采用該方案, 但是該方案有明顯的缺點(diǎn)。
( 1)雙模之間的切換較慢, 因?yàn)榍袚Q策略要綜合考量兩個(gè)平臺測量到的網(wǎng)絡(luò)信息, 兩個(gè)平臺之間沒有辦法通信, 只能通過U SB HUB 送到主機(jī), 需由主機(jī)的高層軟件來控制兩個(gè)平臺之間的切換。
( 2)增加了一個(gè)HUB, 導(dǎo)致系統(tǒng)的功耗增加了約100 mA /5 V 的功耗。對于USB2 0 要求的功耗500mA /5 V 范圍, 很多單平臺的數(shù)據(jù)卡類產(chǎn)品的功耗已經(jīng)接近該功耗數(shù)據(jù)的上限, 因此功耗的增加已經(jīng)是一個(gè)很大的開銷, 同時(shí)又增加了成本。
1.2 主流雙模數(shù)據(jù)卡方案2
該方案的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是省去了一個(gè)HUB, 降低了成本, 同時(shí)切換的速率也會提高, 但是該方案也有一個(gè)缺點(diǎn), 就是功耗。
雙模雙待數(shù)據(jù)卡設(shè)計(jì)方案2
圖2 雙模雙待數(shù)據(jù)卡設(shè)計(jì)方案2
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( 1)由于W Mi ax基帶芯片和EVDO 的基帶芯片不是同一個(gè)終端芯片廠家的, 在處理的性能上兩個(gè)模塊不會有整合, 導(dǎo)致CPU 資源浪費(fèi)嚴(yán)重, 當(dāng)W Mi ax 制式工作時(shí), EVDO芯片的CPU 由于要處理從SDIO 芯片送過來的數(shù)據(jù)包, EVDO 的基帶處理器也會工作,兩個(gè)基帶處理器同時(shí)工作必然會導(dǎo)致功耗的增加。
( 2)由于要整合兩個(gè)芯片的軟硬件資源, 必須要協(xié)調(diào)兩個(gè)終端芯片廠家的合作, 必然導(dǎo)致開發(fā)周期的延長。
2 提出一種低功耗雙模數(shù)據(jù)卡的技術(shù)解決方案
在總結(jié)上述兩個(gè)方案的基礎(chǔ)上, 提出了一種折中的技術(shù)方案, 該方案在增加系統(tǒng)硬件成本的同時(shí), 降低了系統(tǒng)的整體功耗, 提高了切換時(shí)間, 縮短了軟件開發(fā)的周期。
該方案新增了一個(gè)USB Sw itch, Sw itch的成本相對于USB HUB 較低, 同時(shí)它的功耗可以忽略不計(jì)。
該方案有以下優(yōu)點(diǎn):
( 1) USB Sw itch的功耗可以忽略不計(jì)。
( 2) UART 接口傳輸一些很小數(shù)據(jù)量的控制和狀態(tài)信息, 不涉及高層的軟件修改。
( 3)快速切換和低功耗模式。
雙模雙待數(shù)據(jù)卡設(shè)計(jì)方案3
圖3 雙模雙待數(shù)據(jù)卡設(shè)計(jì)方案3
2.1 雙模雙待的技術(shù)實(shí)現(xiàn)流程
( 1)初始上電保持由GPIO 控制USB Sw ithch確保EVDO 基帶芯片和主機(jī)的通信, W Mi ax基帶芯片不和主機(jī)通信但是定時(shí)做射頻信號的測量, 并通過UART信號送到EVDO基帶芯片。
( 2) EVDO的基帶芯片根據(jù)一定的策略計(jì)算由哪張網(wǎng)絡(luò)為用戶提供服務(wù)。
1)如果由EVDO提供服務(wù), 則WMi ax進(jìn)入待機(jī)模式, 定時(shí)醒來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信號測量, 并通過UART 把網(wǎng)絡(luò)信號信息送到EVDO 處理器, 根據(jù)策略如果發(fā)現(xiàn)需要切換到W Mi ax 網(wǎng)絡(luò), 則EVDO 通過GPIO 控制USBSw itch關(guān)閉自己與主機(jī)的通信, 改由W Mi ax 基帶芯片于主機(jī)通信。EVDO 進(jìn)入待機(jī)模式, 并定時(shí)醒來進(jìn)行信號測量并把網(wǎng)絡(luò)信號傳遞給W Mi ax基帶處理器。
2)如果由W Mi ax提供服務(wù), 則EVDO 通過GPIO控制U SB Sw itch關(guān)閉與主機(jī)的通信, 改由W Mi ax基帶芯片于主機(jī)通信。EVDO進(jìn)入待機(jī)模式, 并定時(shí)進(jìn)行信號測量并把網(wǎng)絡(luò)信號傳遞給W Mi ax 基帶處理器, 并由W Mi ax基帶處理器根據(jù)切換的策略來決定為用戶提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。如果需要切換到EVDO, 執(zhí)行相同的操作。
2.2 軟硬件技術(shù)可行性分析
( 1)硬件方面。
硬件方面的主要障礙是USB 通信通道由當(dāng)前平臺切換到另一個(gè)平臺的時(shí)間。如果切換時(shí)間過長, 就有可能影響用戶的通信。當(dāng)切換事件發(fā)生時(shí), USB數(shù)據(jù)通路會與當(dāng)前平臺斷開而與另一個(gè)平臺建立通信,建立通信時(shí)需要通信平臺向主機(jī)進(jìn)行枚舉設(shè)備和主機(jī)給相應(yīng)的平臺加載驅(qū)動程序。USB 的枚舉時(shí)間和加載驅(qū)動時(shí)間可以控制在m s級。因此帶來切換時(shí)間的增加是可以接受的。在切換時(shí)間內(nèi)用戶的語音通信可能會有延時(shí), 但影響較小。由于W Mi ax網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍很廣, 在寬闊的區(qū)域可以達(dá)到30 km, 因此對于用戶網(wǎng)絡(luò)之間的切換不常發(fā)生。
( 2)軟件方面。
相對于方案1, 軟件方面要增加的主要工作量是通過UART(串行通信接口)進(jìn)行少量的網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞交換,信息的交換可以通過簡單的底層通信協(xié)議完成。在驅(qū)動程序?qū)用婵梢酝瓿稍摴δ? 不會涉及到高層協(xié)議軟件的修改,因此在軟件上實(shí)現(xiàn)該功能還是比較容易的, 不會增加開發(fā)難度和周期。軟件方面的主要工作就是協(xié)調(diào)兩個(gè)平臺廠商進(jìn)行兩個(gè)通信協(xié)議信息的定義和UART驅(qū)動程序修改。
3 結(jié)束語
文中提出的雙模雙待數(shù)據(jù)卡新的解決方案, 在降低系統(tǒng)成本的同時(shí), 又降低了功耗, 增加了用戶的體驗(yàn), 是一種理想的雙模雙待數(shù)據(jù)卡類產(chǎn)品解決方案。
