第3讲 智能移动设备的硬件体系结构

谷歌Android
• 支持厂商：世界所有手机生产商都可任意采用，并且世界上80%以上 的手机生产商都采用安卓。 • 基于安卓智能操作系统的第三方智能操作系统：因为谷歌已经开放安 卓的源代码，所以中国和亚洲部分手机生产商研发推出了基于安卓智 能操作系统而的第三方智能操作系统，其中来源于中国手机生产商的 基于安卓智能操作系统的第三方智能操作系统最为广泛，例如Flyme 、IUNI OS、MIUI、乐蛙、深度OS、点心OS、腾讯tita、百度云OS 、乐OS、CyanogenMod、JOYOS、Emotion UI、Sense、LG Optimus、魔趣、OMS、百度云· 易、Blur、阿里云OS等。
智能手机VS功能手机
• 智能手机同传统手机外观和操作方式类似，不仅包含触摸屏也包含非 触摸屏数字键盘手机和全尺寸键盘操作的手机。但是传统手机都使用 的是生产厂商自行开发的封闭式操作系统，所能实现的功能非常有限 ，不具备智能手机的扩展性。智能手机这个说法主要是针对功能手机 （Feature phone）而来的，本身并不意味着这个手机有多智能（ Smart）；从另一个角度来讲，所谓的“智能手机”就是一台可以随 意安装和卸载应用软件的手机（就像电脑那样）。功能手机是不能随 意安装卸载软件的，JAVA的出现使后来的功能手机具备了安装JAVA 应用程序的功能，但是JAVA程序的操作友好性，运行效率及对系统 资源的操作都比智能手机差很多。
三星猎户座
• 三星猎户座 猎户座CPU 是三星自主研发的CPU ，各项指标都很靠前，属于一流CPU，性能非常 出众，屏幕色彩艳丽，CPU和GPU指标优秀，整 机性能非常出众，兼容性方便在猎户座刚刚出生 的时候饱受诟病，随着技术的进步，对于软件的 兼容性已经不是问题。
英伟达
• 英伟达（NVIDIA）熟悉英伟达的人大部分都是从 显卡开始的。一直以来英伟达都占据着电脑显卡 霸主的地位，可见其在显示效果上下足了功夫。 但是在手机cpu的竞争中英伟达一直都比较平淡， 今年推出的Tegra 4处理器采用了和 Tegra 3 同样 的「四加一」设计（四颗 CPU 核心加上第五颗 省电 CPU 核心），配有 72 颗 GeForce GPU 核 心。看起来很美好，可是在跑大型游戏时为了控 制能耗，cpu会自动降频，导致手机卡顿。
ARM微处理器的特点
• 采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特 点： • 1、体积小、低功耗、低成本、高性能； 2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集 ，能很好的兼容8位/16位器件； 3、大量使用寄存器，指令执行速度更快； 4、大多数数据操作都在寄存器中完成； 5、寻址方式灵活简单，执行效率高； 6、指令长度固定。
Intel和ARM的区别
• 首先是架构的区别，Intel是X86架构，用的是 CISC复杂指令集；ARM用的是自己的ARM架构 ，核心是RISC精简指令集。其实区别很明显， RISC牺牲了功能性，而提高了单位命令的运行 效率， 而CISC能处理的信息更多，但是相对来 说，单位性能就下降了。对于智能手机，运行的 效率，特别是单位性能更为关键。
苹果iOS
• 苹果公司研发推出的智能操作系统，苹果iOS采用封闭源代 码（闭源）的形式推出，因此仅能苹果公司独家采用，根据 Canalys的数据显示，iOS已经占据了全球智能手机系统市 场份额的30%，在美国的市场占有率为43%，为全球第二大 智能操作系统，iOS在世界上最为强大的竞争对手为谷歌推 出的安卓智能操作系统和微软推出的Windows Phone智能 操作系统，但iOS因为具有着独特又极为人性化，极为强大 的界面和性能深受用户的喜爱。 • 支持厂商：苹果（闭源）。
使用双cpu架构的硬件体系结构
主处理器运行开放式操 纵系统，负责整个系统 的控制。
ARM微处理器介绍
• ARM微处理器的应用领域： • 到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域： 1、工业控制领域：作为32的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片 不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端 微控制器应用领域扩展。 2、无线通讯领域：目前已有超过85%的无线通讯设备采用了ARM技 术。 3、网络应用：随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正 逐步获得竞争优势。此外，ARM在语音及视频处理上行了优化，并获 得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。 4、消费类电子产品：ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字 机顶盒和游戏机中得到广泛采用。 5、成像和安全产品：现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用 ARM技术。手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。 除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将 来取得更加广泛的应用。
微软Windows Phone
• 微软公司研发推出的智能操作系统 • 同时将谷歌的Android和苹果的iOS列为主要竞争对手，早 期为全球第五大智能操作系统，超越了黑莓和塞班，成为 了全球第三大智能操作系统，一款全新的智能操作系统的 辉煌就此拉开序幕，并且，前几年的全球第一大手机生产 商诺基亚与微软达成全球战略同盟并深度合作共同研发 Windows Phone • 支持厂商：诺基亚、三星、华为、HTC。
智能手机的发展历史
• 智能手机的诞生，是掌上电脑演变而来的。特点 更加多样化最早的掌上电脑并不具备手机通话功 能，但是随着用户对于掌上电脑的个人信息处理 方面功能的依赖的提升，又不习惯于随时都携带 手机和PPC两个设备，所以厂商将掌上电脑的系 统移植到了手机中，于是才出现了智能手机这个 概念。智能手机比传统的手机具有更多的综合性 处理能力功能。
掌上电脑
• PDA（Personal Digital Assistant），又称为掌上电脑，可以帮助我们 完成在移动中工作，学习，娱乐等。按使用来分类，分为工业级PDA 和消费品PDA。工业级PDA主要应用在工业领域，常见的有条码扫描 器、RFID读写器、POS机等都可以称作PDA；消费品PDA包括的比较 多，智能手机、平板电脑、手持的游戏机等。 • PDA(Personal Digital Assistant)，是个人数字助手的意思。顾名思义 就是辅助个人工作的数字工具，主要提供记事、通讯录、名片交换及 行程安排等功能
华为海思
• 海思处理器。海思处理器是华为自主研发的国产 处理器，刚刚出道的时候也有过软件兼容性以及 流畅度不足的问题。但是经过了磨练，海思有了 长足的进步，软件兼容性和系统流畅度大幅提升 ，成为国产cpu的一颗冉冉新星。
联发科MTK
• 联发科。说起联发科，就让人想起山寨手机，想 当年联发科的MTK处理器可是存在于大街小巷的 山寨手机之中。进入智能机时代，联发科也推出 双核、四核处理器。参数那是相当诱人。性能低 ，但是换来了低功耗，续航表现表现优异。
传感器
• 智能手机已经逐渐深入并广泛应用到人们的日常生活中，人们对智能 手机的要求也越来越高。很多人会奇怪，智能手机是如何实现自动转 屏等各种功能的呢？其实，这都是传感器的功劳。 • 智能手机可以实现自动旋转屏幕，这是如何实现的呢？这就要依靠加 速传感器也就是重力感应器了。加速度传感器能够测量加速度，可以 监测手机的加速度的大小和方向。因此能够通过加速度传感器来实现 自动旋转屏幕，以及应用于一些游戏中。 • 智能手机中还会应用到距离感应器，能够通过红外光来判断物体的位 置。当将距离感应器应用于智能手机中时，手机将会具备多种功能， 如接通电话后自动关闭屏幕来省电，此外还可以实现“快速一览”等 特殊功能。 • 气压传感器则能够对大气压变化进行检测，应用于手机中则能够实现 大气压、当前高度检测以及辅助GPS定位等功能。光线感应器在手机 中也普遍应用，主要用来根据周围环境光线，调节手机屏幕本身的亮 度，以提升电池续航能力
高通
• 高通（Qualcomm），在手机处理器领域一直是 无人能够替代的地位，高通一直给人的感觉就是 性能与实力的代表。只要是手机上有的应用高通 都可以完美运行，但是能耗一直是硬伤。随着技 术的不断发展，骁龙8xx系列处理器在性能与能耗 的控制有了非常不错的成效。
德州仪器
• 美国德州仪器公司（Texas Instruments，简称： TI），德州仪器在手机双核时期和高通争得不相 上下，以同步双核为自己赚得了更多的好评，但 是在四核时代却逐渐淡出了人们的视野。
苹果
• 苹果处理器，苹果的处理器虽然是三星代工，但 是开发和设计都出自苹果设计师之手。在乔帮主 的带领下苹果做出来的东西可谓是艺术品，性能 与品质的代表。
因特尔
• 因特尔（Intel），电脑界的cpu霸主想来手机界分 一杯羹，作为手机界的新人难免会有一些不足。 常用软件流畅性略差，大型游戏只有少数能正常 运行，大部分没有专用解码包。不过不久这些问 题都能够解决。
主讲人：
移动智能终端定义
• 移动智能终端拥有接入互联网能力，通常搭载各 种操作系统，可根据用户需求定制化各种功能。 生活中常见的智能终端包括移动智能终端、车载 智能终端、智能电视、可穿戴设备等
移动智能终端的发展
• 移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计 算机设备，广义的讲包括手机、掌上电脑、平板电脑、 POS机甚至包括车载电脑。但是大部分情况下是指手机或 者具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑。随着网络 和技术朝着越来越宽带化的方向的发展，移动通信产业将 走向真正的移动信息时代。另一方面，随着集成电路技术 的飞速发展，移动终端的处理能力已经拥有了强大的处理 能力，移动终端正在从简单的通话工具变为一个综合信息 处理平台。这也给移动终端增加了更加宽广的发展空间。
什么是手机处理器？
• 处理器（Center Processing Unit，简称CPU）是手机的核心部件， 手机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU)，它是整台手机 的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制核心。微处理器通过运行存储 器内的软件及调用存储器内的数据库，达到对手机整体监控的目的。 凡是要处理的数据都要经过CPU来完成，手机各个部分管理等都离不 开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。随着集成电路生产技术及 工艺水平的不断提高，手机中微处理器的功能越来越强大，如在微处 理器中集成先进的数字信号处理器(DSP)等。处理器的性能决定了整 部手机的性能。
谷歌AndroidBiblioteka Baidu
• Android是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，主要使用于 移动设备，如智能手机和平板电脑。 • 中文名“安卓”，是由谷歌、开放手持设备联盟联合研发，谷歌独家推 出的智能操作系统，2011年初数据显示，仅正式上市两年的操作系统 Android已经超越称霸十年的塞班操作系统，跃居全球第一。2012年11 月数据显示，安卓占据全球智能手机操作系统市场76%的份额，中国市 场占有率为90%，彻底占领中国智能手机市场，也成为了全球最受欢迎 的智能手机操作系统，因为谷歌推出安卓时采用开放源代码（开源）的 形式推出，所以导致世界大量手机生产商采用安卓系统生产智能手机， 再加上安卓在性能和其他各个方面上也非常优秀，便让安卓一举成为全 球第一大智能操作系统。
智能手机硬件系统
智能手机硬件组成部分： 手机系统+CPU+GPU+ROM+RAM+外部存储器+ 手机屏幕+触摸屏+ 话筒+听筒+摄像头+重力感 应+蓝牙+无线连接（wifi）
手机处理器
• 在这个智能手机普及到几乎泛滥的时代，你是否真正了 解智能手机的"芯"——手机处理器。其实一部性能卓越 的智能手机最为重要的肯定是它的"芯"也就是CPU，它 是整台手机的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制中心 。目前ARM架构占据手机处理器90%的市场份额，高 通，苹果，MTK等均采用ARM架构研发。
智能手机的特点
• 智能手机具有传统手机的基本功能，并有以下特点：开放 的操作系统、硬件和软件可扩充性和支持第三方的二次开 发。相对于传统手机，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。
主流的智能手机
• 目前主流的智能手机从操作系统
谷歌 安卓 Android 苹果 IOS 微软 Windows Phone