今年初,據(jù)IHS iSuppli公司的中國研究專題報告,中國手機廠商的2012年智能機出貨量將增長近一倍:2012年中國手機供應商的智能機出貨量預計將達到1.014億部,比去年的5200萬部勁增94%。過去一年,華為、中興等國內(nèi)廠家憑借千元智能機在國內(nèi)手機市場攻城略地,使得智能機的出貨量遠遠超出了大家之前的預期。國內(nèi)智能機主流方案提供商MTK更是在近期把智能機芯片出貨量相對于年初上調(diào)了40~50%。中國整個巨大的智能機市場更是吸引了國外眾多品牌廠家紛紛投入千元智能機大戰(zhàn),在4月底,摩托羅拉、HTC、三星都陸續(xù)發(fā)布了千元智能機。
智能機研發(fā)公司的增加以及出貨量的不斷攀升,并沒有給智能機帶來很多創(chuàng)新應用。在年初的西班牙巴塞羅那舉行的世界移動通信大會上,大家發(fā)現(xiàn)目前智能機的外觀已逐漸結(jié)束了以前功能機時代的“亂花漸欲迷人眼”階段,開始呈現(xiàn)“千機一面”的局面。手機智能化是業(yè)界公認的發(fā)展趨勢,但在智能機市場上,模仿蘋果公司的iPhone系列產(chǎn)品,推出大屏幕、觸摸屏的移動終端,成為幾乎所有廠家的選擇。從外觀上看,不同品牌產(chǎn)品間只存在尺寸和標識的差異。在出現(xiàn)新一代改變用戶使用習慣的革命性產(chǎn)品之前,硬件終端在外觀上將經(jīng)歷嚴重的同質(zhì)化競爭階段。
在功能機時代,中國手機除了在價格上的優(yōu)勢外,更多的是靠點滴應用上的創(chuàng)新來打敗國際大廠。類似功能機時代的雙卡雙待、呼吸燈、大喇叭等應用上的微創(chuàng)新,才是中國手機相對國際大廠的競爭優(yōu)勢。智能機時代國際大廠靠的是大價錢的“軍備競賽”升級平臺。中國手機完全可以從消費者的體驗出發(fā),通過低成本的外圍器件創(chuàng)新出更多有價值的應用。本文將為大家介紹如何通過增加幾毛美金的成本給用戶帶來新的應用體驗。
OTG技術(shù)及實現(xiàn)
USB OTG是USB On-The-Go的縮寫,它是近年發(fā)展起來的一種新技術(shù)。2001年12月18日由USB應用廠商論壇公布,該技術(shù)主要應用于各種不同設備或移動設備(特別是PDA、移動電話、消費類設備)間的聯(lián)接,進行數(shù)據(jù)交換,并改變?nèi)鐢?shù)碼照相機、攝像機、打印機等設備間多種不同制式連接器,多達7種制式的存儲卡之間數(shù)據(jù)交換的不便。
USB技術(shù)的發(fā)展,使得PC機和周邊設備能夠通過簡單方式、適度的制造成本將各種數(shù)據(jù)傳輸速度的設備連接在一起——上述我們提到的應用,都可以通過USB總線,作為PC機的周邊,在PC機的控制下進行數(shù)據(jù)交換。但這種方便的交換方式,一旦離開了PC機,各設備間便無法利用USB口進行操作,因為沒有一個從設備能夠充當像PC機一樣的主設備。OTG技術(shù)就是實現(xiàn)在沒有主設備的情況下,實現(xiàn)從設備之間的數(shù)據(jù)傳送,提供即插即用和熱插拔功能,并可以向外部設備提供電源和支持多個設備的連接。
目前,智能機大部分采用的是5管腳的micro USB接口,表1為micro USB的接口描述。第4腳ID腳是在OTG功能上才使用的。A、B插座是用來作為OTG主從設備的識別。帶OTG功能的手機支持配制成主設備或從設備,取決于插入插頭時所檢測到的ID管腳——如果插入的是A插頭(ID管腳短路),手機配置為主設備;當B插頭插入(ID管腳浮置)時,則手機配置為從設備。支持OTG功能的手機一般可以在電路設計上,把ID引腳連接到基帶的中斷。當A接口連接到手機,由于A接口與地線相連會觸發(fā)基帶中斷,基帶檢測到中斷信號把系統(tǒng)配置為主設備,并使能OTG電源芯片,使得VBUS引腳輸出5V電源。
![表1:Micro USB的接口定義。(電子系統(tǒng)設計)](http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/201206/20120605_PD_POW_TS_01_F01.JPG)
表1:Micro USB的接口定義。
OTG功能目前在智能機上還沒有大面積地被使用,只有三星Galaxy系列和諾基亞E7等少數(shù)高端機型才支持這個功能。這導致OTG很多的應用并沒有被廣大的消費者所熟悉,也使得很多經(jīng)典的PC機游戲無法完全地移植到智能機上。
其實,要讓一個智能機支持OTG功能很簡單,目前主流的智能機平臺都支持OTG功能。圖1為帶OTG功能的諾基亞E7支持U盤讀取操作的界面。用戶只需要搭載圖中的轉(zhuǎn)接線(也可以是轉(zhuǎn)接頭),就可以輕松地實現(xiàn)所有在PC機上通過USB口實現(xiàn)的功能。例如,諾基亞最新推出的支持4100W像素的808 PureView手機支持OTG技術(shù),用戶用這款超高像素的手機拍照后,可以直接通過OTG技術(shù)與打印機相連,將拍出的相片立即打印出來。這樣便避免了通過PC機作相片打印中轉(zhuǎn)站的繁瑣流程。
![圖1:支持OTG功能的E7。(電子系統(tǒng)設計)](http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/201206/20120605_PD_POW_TS_01_F1.JPG)
圖1:支持OTG功能的E7。
隨著應用程序市場中游戲品種的不斷豐富,單純地靠觸摸屏來操控游戲,不但不能很好地滿足游戲玩家的體驗,而且更會增加游戲開發(fā)者的難度。如果支持OTG技術(shù)的智能機不斷涌現(xiàn),游戲玩家完全可以實現(xiàn)與在PC機上同等的游戲享受,讓手機用戶真正體驗到智能機PC時代的到來。
智能機平臺支持OTG的狀況
國內(nèi)的智能機廠家采用的主流平臺方案,主要還是源自高通、MTK和展訊幾個公司。高通從低端的MSM7227A到最近發(fā)布的MSM8X25系列都支持OTG協(xié)議;MTK自從MT6273系列開始,就在其基本塊中內(nèi)置了OTG功能,圖2是MT6273的主體功能框圖。展訊也在近期發(fā)布的1GHz主頻的SC8820和SC6820平臺上支持了OTG功能。所有這些平臺要實現(xiàn)OTG功能,除了底層協(xié)議要支持OTG外,還需要一個升壓到5V的高精度驅(qū)動IC。
![圖2:MT6273的主體框圖。(電子系統(tǒng)設計)](http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/201206/20120605_PD_POW_TS_01_F2.JPG)
圖2:MT6273的主體框圖。
micro USB以及OTG的協(xié)議規(guī)定,要實現(xiàn)OTG的功能,需要能夠在VBUS引腳提供高精度的5V電源。智能機都是采用電池電壓供電,標準鋰電池輸出電壓為3.7V(最高只能到4.2V),為了支持OTG功能,需要一個升壓芯片來提供5V電源,同時,精度需要控制在4.75V~5.25V之間。除了電壓精度會影響數(shù)據(jù)的正常傳輸外,電源的驅(qū)動能力也一樣會直接影響到OTG正常應用。圖3是玩家堂評測室測試的各種外圍設備應用所需的驅(qū)動電流。從圖中可以看到,簡單的鼠標、鍵盤等操作功耗都在100mA以內(nèi),但是如果需要支持大容量的SD卡的數(shù)據(jù)讀取,則需要更高的驅(qū)動能力。
![圖3:各種外圍設備應用所需的驅(qū)動電流。(電子系統(tǒng)設計)](http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/201206/20120605_PD_POW_TS_01_F3.JPG)
圖3:各種外圍設備應用所需的驅(qū)動電流。
上海艾為電子技術(shù)有限公司配合智能機主平臺,于近期成功推出了給OTG模塊提供高精度電源的AW3632。該產(chǎn)品采用獨特的1.5倍/2倍自適應切換“Q_Mode”技術(shù),可以實現(xiàn)鋰電池范圍內(nèi)的最大利用效率。。AW3632的驅(qū)動能力達到275mA,支持正常模式和環(huán)保模式的自由切換。在環(huán)保模式下,其可以實現(xiàn)0.6mA的超低功耗。AW3632內(nèi)部集成了過熱保護、限流保護、短路保護的“三保”功能,能夠保證芯片在各種異常情況下不會損壞。同時,艾為公司還能夠提供基于Android的整套軟硬件解決方案。圖4為AW3632的典型應用圖。
![圖4:AW3632的典型應用圖。(電子系統(tǒng)設計)](http://www.ed-china.com/ARTICLE_IMAGES/201206/20120605_PD_POW_TS_01_F4.JPG)
圖4:AW3632的典型應用圖。
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