移動晶片的功能演化與基帶晶片關鍵技術

移動晶片是指安裝在移動終端設備內部，負責完成數據運算、信息存儲以及對外進行無線通信等任務的一系列集成電路（IC）的統稱，移動晶片是移動智能終端最重要的部件。

按功能區分，移動晶片可分為基帶晶片（Baseband Processor，BP）和應用處理器（AP，Application Processor，又稱應用晶片）以及其他專用集成電路晶片。

一、移動晶片的功能演化

早期的行動電話採用第一代移動通信標準，其功能僅限於進行語音通話，進入2G時代後，移動通信的核心技術標準開始從模擬語音轉向數字語音，許多分立元件開始被集成在單獨一顆晶片上，移動晶片的用武之地也越來越廣。

進入21世紀，2G通信技術已經在全球得到廣泛部署，從2G演進而來的GPRS和EDGE技術也迅速得到商業化推廣，一些已開發國家和地區則開始積極從事第三代通信技術（3G）的研究和試運營工作。

這時，一些移動晶片已經開始支持多媒體應用，部分行動電話已經含有FM收音機、MP3播放器和拍照等功能。

儘管這些多媒體服務的性能指標與目前的水平相去甚遠，但依然代表了當時移動晶片的最高水平。

2012年，蘋果公司發布的iPhone5開始支持4G通話技術標準，該產品同樣使用其自行設計的A6應用處理器，相對上一代的A5處理器，A6處理器配備雙核CPU和三核GPU，渲染速度是A5的兩倍，照相速度比A5提升40%，而且具備動態調整CPU電壓和頻率的特性。

從各代移動晶片的功能演變過程可見，除了晶片的整體性能不斷提升外，晶片內部的多核協同處理機制和對音視頻編解碼等高強度數位訊號處理任務的支持成為主流，尋求對功耗的抑制方案也是關鍵。

二、基帶晶片研製的關鍵技術

基帶晶片的性能直接決定了移動終端產品與外界進行信息交互的質量高低。

基帶晶片技術一直沿著多頻多模的方向發展演進，在支持主流的行動網路通信標準的同時，還要能夠向下兼容較早的各種網絡技術。

為滿足終端用戶的移動漫遊需求，必須將包括2G、3G、4G和Wi-Fi及GPS全球定位等功能集中在單個終端設備之上，這種被稱為"全網通"的技術需求逐漸稱為基帶晶片設計的行業標準，這就使得多模移動終端基帶晶片成為必然。

較早前，基帶的數字處理功能和終端的基本外圍功能都集中在單個片上系統（SoC）中，幾乎所有的基帶晶片都採用MCU+DSP（微處理器+數位訊號處理器）的雙處理器架構。

MCU是整個移動晶片的控制中心，晶片通過運行一個嵌入式作業系統對其他器件進行控制，DSP子系統主要處理基帶信號，完成硬體加速和底層數據吞吐等功能。

進入3G之後，FPGA（現場可編程門陣列）也被加入到移動晶片的體系結構中，基帶晶片開始出現MCU+DSP+FPGA的架構。

隨著更多通信模式的出現，基帶晶片和設計難度不斷攀升。

從目前各大廠商的解決方案看，基帶晶片設計的關鍵技術在簡化算法架構的同時，儘量地將複雜的算法硬體化。

例如，隨著天線數的增加，要避免增加算法實現的成本，要不讓多餘的天線增加射頻通道的數目，增加射頻和基帶的功耗。

同時，如果能較好地將複雜的算法硬體化，即不通過傳統的軟體或者DSP晶片處理，二是直接將部分或者全部算法法做成硬體加速器，同時配備一個簡短的微處理器，浙江有利於改善晶片的功耗，從而實現更好的運行效果。