智能手机硬件体系结构
手机处理器架构进化历程
手机CPU处理器架构进化历程随着智能手机越来越普及，消费者在选购手机的时候也越来越理性化，除了关心价格和外观之外，手机的性能也成为了人们最关心的因素，大家都知道，处理器是影响手机性能的最关键的因素，像德州仪器、高通、英伟达以及三星等主流的处理器厂商，大家都已经耳熟能详。
但是很多人并不知道，其实它们采用的都是同一个架构——ARM架构，实际上，处理器采用的架构才是影响处理器性能的关键因素。
今天，笔者就和大家一起，聊一聊ARM的那些事。
ARM架构简介ARM架构简介ARM（Advanced RISC Machine的缩写）架构，被称作进阶精简指令集机器，是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。
由于低成本、高效能、低耗电的特性，ARM处理器非常适用于移动通讯领域。
为了大家更好的理解，我们不妨做个比喻，ARM架构就像是一座建筑的结构设计部分，而处理器就相当于一个完整的建筑，只有有了稳定的结构作为基础，才能建造出各式各样的房子。
换句话说，ARM架构只相当于一座建筑的框架，至于最后建造出来的房子长什么样，舒适度如何，就是由处理器厂商自己决定了。
不过有一点需要说明，假如结构的设计值是十层，容纳人数的上限是100人，那么最后建好的房子也不能超过这个上限。
这也就是说，采用相同架构的处理器，性能基本上已经锁定在一定的范围之内，不会有本质的区别。
所以，看处理器的性能要先看架构。
ARM架构ARM授权方式ARM公司是一家知识产权供应商，本身并不参与终端处理器芯片的制造和销售，而是通过向其它芯片厂商授权设计方案，来获取收益。
ARM提供了多样的授权方式，ARM公司可以向芯片厂商单纯的转让设计方案的使用及销售权，比如德州仪器，其旗下的OMAP处理器是在原始ARM架构的基础上设计的，这种方式费用一般比较低，所以，德州仪器的芯片售价也相对较低。
对于一些具备自有设计技术的客户，他们希望能对原始的ARM架构进行优化，以便更好的适应到自己研发的芯片，这样就会牵扯到授权架构修改的费用，而且这项费用也是相当昂贵的。
智能手机病毒与手机信息安全
第 ２期
湖 北 广 播 电视 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｈｕ Ｂｅ ｉ ＴＶ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ ｏ １ ． ３ ３ ， Ｎｏ ． ２
２ ０ １ ３年 ２月
Ｆ ｅ ｂ ｒ ｕ ａ ｒ ｙ ． ２ ０ １ ３ ， １ ５ ５ ￣ １ ５ ６
议。
［ 关键词］ 智能手机 ：病毒 ；信 息安全 ［ 中图分类号］ Ｔ Ｎ９ ２ ９ ． ５ ［ 文献标识码］ Ａ
１ ． 引 言
［ 文章编号］ １ ０ ０ ８ ． ７ ４ ２ ７（ ２ ０ １ ３ ）０ ２ ． ０ １ ５ ５ ． ０ ２ 启动破坏程序危 害手机 ，否则继续潜伏 。 （ ３ ）破坏性 。病毒能对手机系统进行干扰 ，妨碍手 机的 正常使用 。许多病毒能盗取用户信 息、降低 系统性能、损坏 手 机硬件等 。 （ ４ ）繁殖传染性 。病毒在运行后开始进行 自我 复制 （ 繁 殖） ，不但 会影响手机 的其他程序 ，而且通过文件传输 等途 径 还能感染其他手机 。 ３ ．手机病 毒常见的攻击方式和危害 病 毒可 以通过 多种方式 进行攻击 ，给 手机带来 巨大威 胁 。能够造 成的 比较严重 的危害有 ： （ １ ）窃取 用户信息。为方便使用 ， 许 多用户将重要 资料 储存在手机 中，如银行帐号信息、通讯录等 。一旦这些信息 被恶 意程序 窃取 ，将 带来 巨大损失 。“ 饭店 大王 ”唐拉德 ・ 希尔顿就 曾因为手机被黑客入侵 ，丢失 了重要客户 的信 息 。 （ ２ ）给用户带来经济损 失。一些恶 意程序 安装后在手机 中种植木 马，通过定时扣费或服务订制 的方式 牟取 利益，使 用户遭受经 济损失 。２ ０ １ ２年初 的一款名 为 “ 美容 精灵 ”的 软件 ，以 “ 诊断皮肤状况 ”功能为伪装 ，在手机 中植入定时
第2章 智能手机PPT课件
视频通话，只支持基于Wi-Fi的facetime，屏幕分辨率达到960×640。 支持CDMA上网。 • 第五代是iPhone 4S，S除了代表Speed（快速）外，可能跟Siri（语音 识别功能）有关。双核的A5处理器，来自三星。屏幕来自LG， GSM/WCDMA版本手机和CDMA版本手机已经兼容， • 第六代是iPhone 5，人们期望很高，但反映平平。扔采用三星芯片， 使应用与图形功能提高了一倍。
iPhone 主板概述
• 手机的金属边框就是 天线，揭开后盖就可 以看到内部组件。
• 右侧是后盖，左侧是 手机主体，其中最显 眼的是锂离子电池， 几乎占一半体积。
2.1.1 从1G起步：模拟移动手机
• 第一代手机采用模拟信号，是在模拟移动蜂窝通信 网中运行。
• 1978年美国贝尔实验室研制成功先进移动电话系统 （AMPS），奠定了蜂窝通信的基础。通过频分多址 FDMA提高系统容量。
• FDMA（Frequency Division Multiple Access）： 它是把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带 ，把每个子频带分给一个用户专用（称为地址）， 这就是“频分多址”技术。
2.1.5 展望4G前景：无处不在的接入
• 人们曾经把4G手机作为对未来的憧憬。期望随处都可以接入互 联网；当穿越异构环境时能够自动透明地切换接入技术等。
• HTC EVO 4G（2010，HTC，Sprint） HTC Thunderbolt和HTC Vivid（2011，HTC，Verizon，AT&T）
• 手机制造厂商只需根据清单，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。
智能手机性能与ARM架构
智能手机性能与ARM架构智能手机的性能，取决于硬件和软件两个方面，软件方面主要是操作系统优化，而硬件方面CPU，GPU,RAM,ROM则起到了最重要的作用，其中又以处理器（CPU）最为最为重要，而架构做为处理器的基础，对于处理器的整体性能起到了决定性的作用，不同架构的处理器同主频下，性能差距可以达到2-5倍。
可见架构的重要性。
目前市面上主流的手机cpu架构%90以上都采用的是ARM 架构。
下面就介绍一下ARM架构的发展历程。
ARM（Advanced RISC Machine的缩写）架构，被称作进阶精简指令集机器，是一个32位精简指令集（RISC）处理器架构，其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。
由于低成本、高效能、低耗电的特性，ARM处理器非常适用于移动通讯领域。
采用相同架构的处理器，性能基本上已经锁定在一定的范围之内，不会有本质的区别。
所以，看处理器的性能要先看架构。
ARM的设计是Acorn电脑公司（Acorn Computers Ltd）于1983年开始的开发计划。
1985年时开发出首款内核ARM1，经过三十年的发展，如今已经发展到运行速度可达2.5GHz的Crotex-A15ARM11架构简介ARM11处理器系列所提供的引擎可用于当前生产领域中的很多智能手机；该系列还广泛用于消费类、家庭和嵌入式应用领域。
该处理器的功耗非常低，提供的性能范围为小面积设计中的350MHz 到速度优化设计中的1GHz（45纳米和65纳米）。
ARM11处理器软件可以与以前所有ARM处理器兼容，并引入了用于媒体处理的32位 SIMD、用于提高操作系统上下文切换性能的物理标记高速缓存、强制实施硬件安全性的TrustZone以及针对实时应用的紧密耦合内存。
ARM1136J－S发布于2003年，是针对高性能和高能效的应用而设计的。
ARM1136J－S是第一个执行ARMv6架构指令的处理器，它集成了一条具有独立的load-store和算术流水线的8级流水线。
arm相关概念
arm相关概念ARM相关概念1. ARM架构简介•ARM架构是一种低功耗、高性能的处理器架构。
•ARM架构广泛应用于移动设备、嵌入式系统和智能硬件等领域。
•ARM架构采用精简指令集(RISC)的设计，具有较高的能效比和较低的功耗。
2. ARM处理器•ARM处理器是基于ARM架构设计的中央处理器(CPU)。
•ARM处理器具有多种系列和型号，包括Cortex-A系列、Cortex-R 系列和Cortex-M系列等。
•Cortex-A系列适用于高性能应用，如智能手机和平板电脑。
•Cortex-R系列适用于实时应用，如汽车电子系统和工业控制。
•Cortex-M系列适用于低功耗应用，如物联网设备和传感器。
3. ARM指令集•ARM指令集是ARM处理器所支持的指令集合。
•ARM指令集分为ARM指令集和Thumb指令集两种。
•ARM指令集提供32位的指令，适用于高性能应用。
•Thumb指令集提供16位的指令，适用于低功耗应用。
•ARM处理器可以在ARM指令集和Thumb指令集之间进行切换，以提高能效和节省存储空间。
4. ARM体系结构•ARM体系结构是指ARM处理器的整体结构和设计。
•ARM体系结构包括核心处理单元(CPU)、内存管理单元(MMU)、缓存等组件。
•ARM体系结构面向各种应用需求，提供不同级别的性能和功能选择。
•ARM体系结构允许系统设计者根据实际需求进行定制和优化。
5. ARM开发工具和平台•ARM开发工具和平台是用于开发和调试ARM架构软件的工具和环境。
•ARM开发工具包括编译器、调试器和仿真器等。
•ARM开发平台包括开发板、集成开发环境(IDE)和软件开发工具包(SDK)等。
•ARM开发工具和平台提供了丰富的开发资源，帮助开发者快速构建和优化ARM架构的应用程序。
6. ARM生态系统•ARM生态系统是指围绕ARM架构建立起来的全球化合作伙伴网络。
•ARM生态系统包括芯片厂商、设备制造商、软件开发商和解决方案提供商等。
智能终端体系结构
在 SoC 层次，苹果 A4 处理器内集成了较少的设备。如图 7 所示，除去集成 的系统管理、定时器存储器、安全设备和数据接口外，只集成了一个图像处理单 元和硬件多媒体设备（包括 3D 加速，硬件视频编解码等）。这是因为 iPhone4 这款终端比较高端，因此将许多功能放在单独的芯片中去完成以实现更好的性能， 而不集成在主处理器内。
2 智能终端硬件系统
图3. 软件层次提供的接口
2.1 智能终端硬件系统组成
抽象来说，以主处理器内核为核心，笔者将智能终端硬件系统分为 3 个层次 来进行描述，如图 4 所示，分别是主处理器内核，SoC 级设备，板级设备。主处 理器内核与 SoC 级设备使用片内总线互连，板级设备则一般通过 SoC 级设备与 系统连接。
智能终端硬件架构调研报告
一般而言，由于目前通信协议栈不断增多，多媒体与信息处理也越来越复杂， 往往将某些通用的应用放在独立的处理单元中去处理，因而形成一种松耦合的主 从式多计算机系统，如图 2 所示。
基带处理单元
GPS处理单元
智能终端
应用处理单元
多媒体解码单元
图2. 智能系统的多计算机系统结构
在图 2 中，每一个处理单元都可以看作一个单独的计算机系统，运行着不同 的程序。每个从处理单元通过一定的方式与应用处理单元通信，接受应用处理单 元的指令，进行相应的操作，并向应用处理单元返回结果。这些特定的处理单元 芯片往往是以 ASIC 的形式出现的，但实际上仍然是片上计算机系统。例如，常 用的 2.5G 基带处理芯片 NXP5209 实际上就是依靠内置的 ARM946 核执行程序 来实现 GSM、GPRS、EDGE 协议的处理。
1.2 软件结构
我们知道，计算机软件结构分为系统软件和应用软件。在智能终端的软件结 构中，系统软件主要是操作系统和中间件。操作系统的功能是管理智能终端的所 有资源（包括硬件和软件），同时也是智能终端系统的内核与基石。操作系统是 一个庞大的管理控制程序，大致包括 5 个方面的管理功能：进程与处理机管理、 作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。常见的智能终端操作系统有 Linux， Windows CE，Symbian OS，iPhone OS 等。中间件一般包括函数库和虚拟机，使 得上层的应用程序在一定程度上与下层的硬件和操作系统无关。应用软件则提供 供用户直接使用的功能，满足用户需求。
手机处理器架构进化历程：从ARM9到A15
手机处理器架构进化历程：从ARM9到A15在Cortex-A9双核处理器初见端倪之后，ARM再次给大家带来惊喜，那就是ARM可能会推出一款四核芯片，最快处理速度能够达到 2.5GHz，初步得知，这款处理器型号为Cortex-A15。
在还未上市的智能手机芯片当中，Cortex-A15可能是目前听说的主频最高的双核芯片了，据说，这款芯片除了将手机CPU运行速度提升至2.5GHz 以外，还可以支持超过4GB的内存，能力相当的惊人，不过可能离我们还有一段距离，毕竟如此强劲的芯片的只有在更加强悍的硬件、软件的支持下，才能够正常的发挥作用。
ARM Cortex?-A15ARM Cortex?-A15 MPCore? 处理器提供前所未有的处理功能，与低功耗特性相结合，在ARM 的各种新市场和现有市场上成就了卓越的产品，这些市场包括移动计算、高端数字家电、服务器和无线基础结构。
Cortex-A15 MPCore 处理器是 Cortex-A 系列处理器的最新成员，确保在应用方面与所有其他获得高度赞誉的 Cortex-A 处理器完全兼容。
这样，就可以立即访问已得到认可的开发平台和软件体系，包括 Android?、Adobe Flash Player、Java Platform Standard Edition (Java SE)、JavaFX、Linux、Microsoft Windows Embedded、Symbian 和 Ubuntu 以及 700 多个 ARM Connected Community? 成员，这些成员提供应用软件、硬件和软件开发工具、中间件以及 SoC 设计服务。
Cortex-A15 MPCore 处理器具有无序超标量管道，带有紧密耦合的低延迟 2 级高速缓存，该高速缓存的大小最高可达 4MB。
浮点和 NEON? 媒体性能方面的其他改进使设备能够为消费者提供下一代用户体验，并为 Web 基础结构应用提供高性能计算。
手机原理基础知识
手机原理基础知识手机原理基础知识指的是手机的工作原理和组成部分。
手机由硬件和软件两部分组成。
在硬件方面，手机包括中央处理器（CPU）、内存、存储器、屏幕、摄像头、音频芯片、通信芯片和电池等组件。
中央处理器是手机的核心部件，用于处理各种计算任务。
内存用于存储手机运行时的数据和程序。
存储器则用于存储用户的数据。
屏幕是手机的输出设备，显示各种图像和文字。
摄像头用于拍摄照片和录制视频。
音频芯片用于播放音乐和处理通话声音。
通信芯片则是手机实现通信功能的关键部件。
在软件方面，手机使用操作系统来管理硬件和软件资源。
常见的操作系统包括Android、iOS和Windows Phone等。
操作系统通过与硬件交互，提供用户界面和各种功能，使用户可以通过触摸屏、按键或声音等方式与手机进行交互。
同时，操作系统还支持手机应用程序的运行，用户可以通过应用商店下载和安装各种应用程序，实现各种功能需求。
手机的工作原理基于电子技术。
当用户使用手机时，电池提供电力，通过电路将电能转化为手机所需的各种形式的能量。
手机的基本工作流程包括接收信号、处理信号和输出信号等步骤。
当手机接收到来自基站的信号时，通信芯片将信号接收并转换为数字信号。
中央处理器对数字信号进行处理，将其转化为可识别的数据，然后通过操作系统控制硬件完成相应任务，比如拨打电话、发送短信、浏览网页等。
通过屏幕和音频芯片，手机将处理后的数据转化为人类可理解的文字、图像和声音等形式输出给用户。
总之，手机原理基础知识涉及到手机的硬件和软件组成部分，以及手机的工作原理。
了解手机原理的基础知识，可以帮助人们更好地理解手机的运作机制，并有效地使用手机。
关于智能手机安全问题的若干思考
数据通信 ２ １ ． ０ ２２
关于智能手机安全问题的若干思考
胡爱群 （ 东南 大学信 息安全研究中心 南京２ ０ ９ ） １ ０ ６
一
一
一一～来自摘要 ：智能手机 由于其 内置嵌入 式操作 系统 ， 户可以 自由下载和安装 软件 ， 用 其安 全 问题 更加 突 出。主
要表现在 易被植入病毒或恶意代码造成用户信息泄露、 被远程操控对网络发起攻击， 易被植入或被捆绑吸费
如通常很多场合的ＷＬ Ｎ Ａ 的安全 ， 而且危及移 动 网络 和互 联 网的运 营安全圈 一 鉴权机制上存在不一致性 ， 。 Ｂｕｔ ｔ ｏｈ 方面 ， 互联 网上原有的恶意程序传播 、 程控制 、 远 网 网络无需 鉴权 就可接 入 ，ｌｅ ｏ 的接 入认 证码 常设
用户 经 常无 暇顾 及接 入 安全 或顾 此 失彼 ， 为 络 攻 击 等 传 统 网络 安 全 威 胁 向 移 动 互 联 网快 速 蔓 置 简单 ， 延 。据 中国反 网络 病毒 联盟 统计 ， 截至 ２ １ 年 １ 月 ， 攻 击 者入侵 移动 终端 打 开 了方便 之 门。本 文将 对上 ０１ ０ 并 国 内累计发 现 移动 互联 网恶意 程序 ４０ 余 种 ，并呈 述 问题进 行 简要分 析 ， 给 出解 决 问题 的建议 。 ５０ 加速 增长趋 势 。２ １年 ５ ０ 月初 ， １ 大量 被 “ 毒媒 ” 意 软 恶 件 控 制 的移动 终端 向国 内某 业 务 网站发 起 拒绝 服 务 ２ 智 能 手 机 的 安 全 隐 患及 其成 因分 析
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资源 层
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件来管理手机。手机管理软件通过手机与电脑之间 的 内容 同步 来方 便用 户 管理 手 机 内的文 件 ，安 装软
智能手机操作系统概述
智能手机操作系统概述摘要:本文首先介绍了智能手机操作系统的概念，然后对当前市场上流行的智能手机的操作系统作了简要介绍，最后预测了未来智能手机的主流操作系统。
关键词:智能手机；操作系统；Symbian；Android；Mac OS X1 引言随着移动多媒体时代的到来和3G无线通信的兴起，数字广播的普及，再加上各种新一代高级视频压缩算法的采用，手机已从简单的通话工具逐渐向智能化发展。
借助其操作系统和丰富的应用软件，智能手机便成了一台微型计算机，而作为其核心的手机操作系统也成为当前讨论和研究的热点。
智能手机除了具备普通手机的全部功能外，还具备了PDA(个人数码助理)的大部分功能，特别是可以建立个人信息管理系统，具备基于无线数据通信的浏览器和电子邮件功能，并且在这个开放性的平台上可以安装更多的应用程序，从而可以使智能手机的功能得到无限的扩充。
判定一款手机是否为智能手机，主要看其是否是一款具有操作系统的手机。
[1]智能手机操作系统之争已经进入群雄争霸的时代，新势力的不断崛起，使其不断进步。
因此，对智能手机的操作系统的研究与开发是当前移动计算技术发展中最为活跃的领域。
但是，目前在智能手机操作系统领域中还没有出现一个像微软操作系统那样能在智能手机中占据垄断地位的操作系统，仍是多种操作系统并存和竞争的局面。
目前手机操作系统有哪些，哪些操作系统会是未来智能手机的主流操作系统呢？本文对此作了详细的分析。
2 智能手机的概述所谓智能手机，是指使用开放式操作系统的手机，同时第三方可根据操作系统提供的应用编程接口为手机开发各种扩展应用硬件。
这种手机除了具有普通手机的通话功能外，还具有PDA 的大部分功能。
另外，在个人信息管理以及基于无线数据通信的浏览器和电子通信功能方面也比较突出。
现在把是否具有嵌入式操作系统与是否可以支持第三方软件作为智能手机与普通手机的两大区分点。
智能手机操作系统结构如图1所示。
图1 智能手机操作系统结构图3 智能手机的分类及比较智能手机操作系统作为智能手机的软件平台，管理智能手机的软硬件资源，为应用软件提供各种必要的服务。
ARM7体系结构详细介绍
ARM7体系结构详细介绍简介ARM（Advanced RISC Machines）是一种32位的RISC（Reduced Instruction Set Computer）处理器架构，广泛应用于嵌入式系统、智能手机和平板电脑等领域。
ARM7是ARM体系结构中的一代经典产品，采用了精简指令集，具有低功耗、高效能和高性价比等特点。
架构特性处理器核心ARM7处理器核心是一个半导体芯片，包含了用于指令解码、执行、访存等任务的硬件单元。
ARM7采用了5级流水线架构，可以实现超过20万条指令每秒的处理性能。
此外，ARM7支持可选的乘法器、除法器和调试接口，以满足不同的应用需求。
寄存器ARM7提供了一组寄存器来存放指令和数据。
寄存器分为通用寄存器和特殊目的寄存器两种。
通用寄存器包括16个32位的寄存器，用于存储临时数据和计算结果。
特殊目的寄存器包括程序计数器（PC）、堆栈指针（SP）等，用于指导程序执行和管理堆栈。
存储器ARM7的存储器包括内部存储器和外部存储器两部分。
内部存储器分为指令存储器和数据存储器，用于存放程序指令和数据。
外部存储器通常是闪存、RAM等，用于扩展存储容量。
ARM7支持32位的地址总线，可以寻址最多4GB的内存空间。
性能与功耗ARM7采用了先进的CMOS工艺，使得它具有低功耗和高性能的特性。
ARM7的功耗通常在几个毫瓦到几十个毫瓦之间，可以满足嵌入式系统对功耗的严格要求。
同时，ARM7的高性能使得它可以处理复杂的计算任务，例如图像处理、音视频处理等。
调试与开发ARM7支持ARM公司定义的JTAG调试接口，可以通过调试器进行程序的单步调试、断点设置等操作。
此外，ARM7还提供了丰富的开发工具和软件支持，开发者可以使用C语言、汇编语言等进行编程，方便快捷地开发ARM7的应用程序。
应用领域由于ARM7具有低功耗、高效能和高性价比等特点，因此广泛应用于各种嵌入式系统和移动设备。
下面是一些主要的应用领域：嵌入式系统ARM7在嵌入式系统中得到了广泛的应用，例如工业控制、智能家居、汽车电子等领域。
ARM体系结构
ARM体系结构
ARM体系结构，简称ARM（英语：Advanced RISC Machines），是一
种处理器架构，是一种精简指令集计算机（RISC）架构的家族，该家族目
前拥有多种系列处理器，被广泛应用于各种嵌入式应用，尤其是智能手机
和平板电脑的设备中，ARM架构是英国ARM公司的商标。
ARM架构拥有强
大的硬件设计灵活性，可以无需改变软件就可以调节硬件的特性，线条的
优化可以为系统提供更加高性能和更低的成本，使得ARM体系结构能够被
全球众多的计算机厂商和平台支持，并被广泛的应用在智能手机和平板电
脑上。
ARM架构系统的特色是具有节省空间和能耗的RISC体系结构，它支
持低功耗、体积小的设计。
其中，超标量处理器让系统中的微处理器可以
一次性处理多个指令，从而提高了执行效率；Branch prediction和容错
处理器，可以帮助系统快速解决复杂的冲突状况；Jazelle技术，基于
Java虚拟机技术，为系统提供了双重处理器架构，实现Java的加速运行；Multi-mode前沿技术，支持多核心处理，系统可以多个核心一起工作，
实现更高性能和能效的处理。
ARM架构针对不同的应用程序定制了不同的处理器体系结构，可根据
实际情况进行调整和灵活配置，满足不同系统的需求。
浅析物联网的体系结构与关键技术
浅析物联网的体系结构与关键技术随着时代的不断发展，物联网已经悄然进入我们的生活中，改变着我们的生产和生活方式。
物联网不仅有着广泛的应用领域，如医疗、工业、交通、社区等，而且涉及到了众多的学科，如计算机科学、通信工程、物理学、生物学等。
这篇文章将对物联网的体系结构和关键技术进行浅析。
一、物联网的体系结构物联网的体系结构是指物联网系统各个层次之间的关系和相互作用。
总体来讲，物联网的体系结构包含四个层次：感知层、网络层、服务层和应用层。
1.感知层感知层是物联网系统的最底层，它是物联网的数据源。
感知层包括各种传感器、执行器、智能终端设备和标签等，这些设备负责采集、监测和控制目标对象的信息。
这些设备将采集到的数据通过传感器网络发送给物联网系统的下一层。
2.网络层网络层是物联网的核心层，也是连接感知层和服务层的桥梁。
网络层主要是负责将不同种类的设备和网络进行连接，并且能够保证巨量的数据实时传输。
网络层采用高效的无线传感网、有线网络和云计算等技术手段来实现这一目标。
3.服务层服务层主要是提供物联网的服务和应用功能。
服务层的作用是将传感器和物联网系统的其他模块连接起来，提供实时数据采集、数据分析、数据存储和传输等服务。
服务层是物联网系统的核心，因为它决定了整个系统的服务质量和系统功能。
4.应用层应用层是物联网的最上层，它基于服务层提供的数据和功能，为用户提供更加丰富的应用服务。
应用层包括物联网应用软件、数据分析应用和云服务等。
应用层的作用是将底层数据变成信息并加以运用，提供年方便的用户界面和友好的用户体验。
二、物联网的关键技术物联网的体系结构为物联网的运作提供了基础，而物联网的关键技术则是物联网实现的基础。
物联网的关键技术主要包括传感器技术、通信技术、数据处理技术、安全技术和智能算法技术。
1.传感器技术传感器技术是物联网的灵魂，负责将物理世界中各种信息采集到物联网系统中。
传感器技术应用于温度、湿度、压力、光照、一氧化碳等各种环境因素的检测和控制，为物联网的实现提供了基础。
智能终端体系结构
智能终端硬件架构调研报告
图10. WiFi、蓝牙芯片
WiFi、蓝牙使用的是 Broadcom BCM4329FKUBG 单芯片解决方案，如图 10 所示。
（参考 ） 它集成了一个完整的 IEEE 802.11 a/b/g/n 系统（MAC/基带/射频），并且支持 蓝牙 2.1+EDR（Enhanced Data Rate，增强速率）和 FM 收发，功能非常强大。 传感器类，iPhone4 主要有 GPS，摄像头，环境光传感器，加速度传感器， 磁感应传感器等。 GPS 芯片在主板上的位置如图 6 所示位置的屏蔽罩下面，采用是 Broadcom BCM4750IUB8 单芯片 AGPS 解决方案，如图 11 所示。它集成了一个高性能的 基带处理部分和低噪音 CMOS 射频前端，可使用 UART，I2C 或者 SPI 接口与主 处理器通信。
智能终端硬件架构调研报告
在主处理器内部，也有可能在主处理器外部。例如，一般而言图形加速引擎都集 成在主处理器内，但是在某些强调 3D 性能的高端智能终端中，将其独立出来用 一个单独的芯片去实现。
2.1.3 板级设备
板级设备是不与处理器内核在同一芯片上的其它设备。称其为板级设备，主 要是从与主处理器内核关系的角度出发的，从架构上看，其本身可能也是一个完 整的计算机系统，例如 GPS 接收器里也集成了 ARM 内核来通过接收的卫星信 号计算当前的位置。板级设备通常使用数据接口与主处理器连接，例如，GPS 接收器一般使用 UART 接口与主处理器交换数据。
板级设备非常丰富，主要有以下几类： 存储类
如内存芯片、Flash 芯片等 移动通信处理部分
移动通信处理部分主要提供移动通信的支持，包括基带处理芯片和射频 芯片。基带处理芯片用来合成即将的发射的基带信号，或对接收到的基带信 号进行解码。基带处理芯片一般是微处理器+数字信号处理器的结构，使用 UART 接口与主处理器相连接。射频芯片则负责发送和接受基带信号。 通信接口类
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智能手机的硬件体系结构
2008-06-04 本文来源：电子设计信息作者：厦门大学信息科学与技术学院江有财
随着通信产业的不断进展，移动终端差不多由原来单一的通话功能向话音、数据、图像、音乐和多媒体方向综合演变。
而关于移动终端，差不多上能够分成两种：一种是传统手机(feature phone)；另一种是智能手机(smart pho ne)。
智能手机具有传统手机的差不多功能，并有以下特点：开放的操作系统、硬件和软件的可扩充性和支持第三方的二次开发。
相关于传统手机，智能手机以其强大的功能和便捷的操作等特点，越来越得到人们的青睐，将逐渐成为市场的一种潮流。
然而，作为一种便携式和移动性的终端，完全依靠电池来供电，随着智能手机的功能越来越强大，其功率损耗也越来越大。
因此，必须提高智能手机的使用时刻和待机时刻。
关于那个问题，有两种解决方案：一种是配备更大容量的手机电池；另一种是改进系统设计，采纳先进技术，降低手机的功率损耗。
现时期，手机配备的电池以锂离子电池为主，尽管锂离子电池的能量密度比以往提升了近30％，然而仍不能满足智能手机进展需求。
就目前使用的锂离子电池材料而言，能量密度只有2 0％左右的提升空间。
而另一种被业界普遍看做是以后手机电池进展趋势的燃料电池，能使智能手机的通话时刻超过13 h，待机时刻长达1个月，然而这种电池技术仍不成熟，离商用还有一段时刻[1]。
增大手机电池容量总的趋势上将会增加整机的成本。
因此，从智能手机的总体设计入手，应用先进的技术和器件，进行降低功率损耗的方案设计，从而尽可能延长智能手机的使用时刻和待机时刻。
事实上，低功耗设计差不多成为智能手机设计中一个越来越迫切的问题。
1 智能手机的硬件系统架构
本文讨论的智能手机的硬件体系结构是使用双cpu架构，如图1所示。
主处理器运行开放式操作系统，负责整个系统的操纵。
从处理器为无线modem部分的dbb(数字基带芯片)，要紧完成语音信号的a／d转换、d／a转换、数字语音信号的编解码、信道编解码和无线modem部分的时序操纵。
主从处理器之间通过串口进行通信。
主处理器采纳xxx公司的cpu芯片，它采纳cmos工艺，拥有arm926ej-s内核，采纳arm公司的amba(先进的微操纵器总线体系结构)，内部含有16 kb的指令cache、16 kb的数据cache和mmu(存储器治理单元)。
为了实现实时的视频会议功能，携带了一个优化的mpeg4硬件编解码器。
能对大运算量的mpeg4编解码和语音压缩解压缩进行硬件处理，从而能缓解arm内核的运算压力。
主处理器上含有lcd(液晶显示器)操纵
器、摄像机操纵器、sdram和srom操纵器、专门多通用的gpio 口、sd卡接口等。
这些使它能专门出色地应用于智能手机的设计中。
在智能手机的硬件架构中，无线modem部分只要再加一定的外围电路，如音频芯片、lcd、摄像机操纵器、传声器、扬声器、功率放大器、天线等，确实是一个完整的一般手机(传统手机)的硬件电路。
模拟基带(abb)语音信号引脚和音频编解码器芯片进行通信，构成通话过程中的语音通道。
从那个硬件电路的系统架构能够看出，功耗最大的部分包括主处理器、无线modem、lcd和键盘的背光灯、音频编解码器和功率放大器。
因此，在设计中，如何降低它们的功耗，是一个专门重要的问题。
2 低功耗设计
2.1 降低cpu部分的供电电压和频率
在数字集成电路设计中，cmos电路的静态功耗专门低，与其动态功耗相比差不多能够忽略不计，故暂不考虑。
其动态功耗计算公式为：
pd="ctv2f" (1)
式中：pd为cmos芯片的动态功耗；ct为cmos芯片的负载电容；v为cmos芯片的工作电压；f为cmos芯片的工作频率。
由式(1)可知，cmos电路中的功率消耗与电路的开关频率呈线性关系，与供电电压呈二次平方关系。
关于cpu来讲，vcore 电压越高，时钟频率越快，则功率消耗越大，因此，在能够正常满足系统性能的前提下，尽可能选择低电压工作的cpu。
关于差不多选定的cpu来讲，降低供电电压和工作频率，能够在总体功耗上取得较好的效果。
关于主cpu来讲，内核供电电压为1.3 v，差不多专门小，而且其全速运行时的主频能够完全依照需要进行设置，其内部所需的其他各种频率差不多上通过主频分频产生。
主cpu主频fcp u计算公式如下：
在coms芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的引脚不能悬空，一般接下拉电阻来降低输入阻抗，提供泄荷通路。
需要加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限来增强抗干扰能力。
然而在选择上拉电阻时，
必须要考虑以下几点：
a)从节约功耗及芯片的倒灌电流能力上考虑，上拉电阻应足够大，以减小电流；。