应用处理器AP概述

移动终端芯片其他部分见“一站式了解智能终端处理器”。

功能机时代，扩展手机特性是在基带芯片上进行，手段包括：升级基带芯片获得更强的计算能力、电路进行重新设计以增加功能如照相机和SD卡扩展、编写并执行新应用程序等。如此一来，基带芯片现有的功能都要彻底地重新验证，即使它们以前进行过测试。此外，程序代码的规模也将非常大而且很复杂。多功能手机中，DSC、MP3、游戏和视频等应用百花齐放，只用基带芯片实现这些功能将显著增加CPU的负荷并影响通信处理性能。因此单芯片方案导致开发和调试的时间拉长，并最终增加开发的成本。

随着技术的发展和市场的推动，移动终端迈入双处理器平台智能机时代-应用处理器作为主控CPU，相当于传统PC，运行一个操作系统管理移动终端所有硬件资源、支持应用程序拓展；基带处理器则负责移动接入、电话等传统移动终端功能。双处理器架构分AP、CP分离和SoC集成两种模式，具体参见博文“智能终端双处理器架构”。

应用处理器(AP)适合于扩展手机功能，而且采用模块化架构的AP子系统可重复用在不同移动系统制式的手机。通过采用模块化的AP架构，曾经占用过多CPU资源的多媒体功能应用程序可以在AP上执行。现有手机上的大部分代码和电路只需稍加修改就可重复使用。软件工程师因而可以将精力集中于开发新的应用程序。这些应用程序只需在AP上开发和调试。本文描述了对AP的要求以及AP与现有基带芯片的整合。

图1是一款AP、CP分离式智能终端中的主要功能电路和芯片组示意图，从中可以看出所有的硬件组件都由AP操控，应用处理器电源管理是为了节电设计的电源控制。CP的特殊性需要独立的电源管理组件。图2是ARM架构上的典型AP的内部基本构成，AP上可能集成了专门用于图像处理的GPU。GPU更加注重图像处理方面，CPU则担负着整个电脑的协调工作。

以模块化架构的形式，AP构成一个子系统并与基带处理器隔离开来。音频编码/解码器可以连接到基带或AP处理器上，具体做法取决于所涉及的难度。SD/MMC卡连到AP以便在外部存储数据。片上的NAND/AND闪存可用于存储除引导加载器之外的数据和主程序。NOR闪存也可用于存储主程序和引导加载器，这取决于成本。SDRAM作为运行存储器，对处理图像数据的多媒体应用来说，它应该很大。



图1 应用处理器AP模块化架构



图2 典型ARM架构应用处理器
为了管理和使用基带处理器，AP必须具备一些特殊的功能如基带引导和bypass功能。

1，基带引导功能

AP必须能够引导CP的启动和恢复，通常CP的Boot引导程序和RTOS软件包存储在NAND/Nor闪存上。上电启动或者重启时，AP的引导加载器该能支持CP将Boot代码、主程序从数据闪存加载到SDRAM，并最终运行、完成CP启动。同时AP还应该支持CP的调试，存储和管理工程模式下CP可能的调试Log。

2，Bypass功能

当智能终端连接在PC被当做无线modem使用时，AP可处于睡眠状态，这就要求AP支持Bypass以使CP和PC可以直接通信。另外Bypass特性还可使得基带处理器可以直接访问LCD，即使该AP处于节电模式下。