智能手机硬件架构简介

智能手机的硬件系统有手机系统、CPU、GPU、ROM、RAM、外部存储器、触摸屏、话筒、听筒、摄像头、重力感应、蓝牙和无线连接组成，其硬件架构如图2-1所示。

图21　智能手机的硬件架构

一、CPU

中央处理器（central processing unit，CPU）是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU、内部存储器和输入／输出设备是计算机的三大核心部件。CPU的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制和状态的总线构成。CPU的运作可分为4个阶段：提取（fetch）、解码（decode）、执行（execute）和写回（writeback）。CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器对指令译码，并执行指令。计算机的可编程性主要是指对CPU的编程。

选购手机时，CPU的性能容易被忽略，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。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。

下面是对不同型号的手机CPU进行比较：

（1）德州仪器的优点是低频高能且耗电量较少，为高端智能机必备CPU；缺点是价格不菲，对应的手机价格也很高。OMAP3系列GPU性能不高，但OMAP4系列有了明显改善。

（2）Intel的优点是CPU主频高，速度快；缺点是耗电、每频率性能较低。

（3）高通的优点是主频高，性能表现出色，功能定位明确；缺点是功能切换处理能力一般，功耗过高，GPU兼容性不佳，实际表现与官方参数差距大。

（4）三星的优点是耗电量低，三星蜂鸟S5PC110单核最强，DSP搭配较好，GPU性能较强；缺点是三星猎户双核发热问题大，搭载MALI 400 GPU构图单一，兼容性不强。

二、GPU

图形处理器（graphic processing unit，GPU）是相对于CPU的一个概念，由于在现代计算机中（特别是家用系统面对的游戏发烧友）图形的处理变得越来越重要，需要一个专门的图形核心处理器。

GPU是显示卡的“大脑”，它决定了该显示卡的档次和大部分性能，同时也是2D和3D显示卡的区别依据。2D显示芯片在处理3D图像和特效时主要依赖CPU的处理能力，称为“软加速”；3D显示芯片是将3D图像和特效处理功能集中在显示芯片内，即“硬件加速”功能。显示芯片通常是显示卡上最大（也是引脚最多）的芯片。现在市场上的显示卡大多采用NVIDIA和AMD-ATI两家公司的图形处理芯片。(www.xing528.com)

三、ROM＋RAM

（1）ROM是只读内存（read-only memory）的简称，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。其特性是一旦储存资料就无法再将其改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，并且资料不会因为电源关闭而消失。

（2）RAM（random access memory）是随机存储器。存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。按照存储信息的不同，随机存储器又分为静态随机存储器（static RAM，SRAM）和动态随机存储器（dynamic RAM，DRAM）两种。

四、触摸屏

触控屏（touch panel）又称为触控面板，是个可接收触头等输入信号的感应式液晶显示装置。当接触屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连接装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。

（1）电阻式触摸屏：对外界工作环境完全隔离，不怕灰尘、水汽和油污；可以用任何物体来触摸，可以用来写字画画。

（2）电容式触摸屏：利用人体的电流感应进行工作。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层氧化铟锡（俗称ITO），最外层是一薄层稀土玻璃保护层；夹层ITO涂层作为工作面，四个角引出四个电极；内层ITO为屏蔽层，用以保证良好的工作环境。当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成一个耦合电容。对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走很小的电流，这个电流分别从触摸屏四角的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，可以得出触摸点的位置。

电容式触摸屏是支持多点触摸的人机交互方式，而普通电阻式触摸屏只能进行单一点的触控。

五、重力感应

手机的重力感应技术利用压电效应实现，就是通过测量内部一片重物（重物和压电片做成一体）重力正交两个方向的分力大小来判定水平方向。

六、蓝牙

蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般在10米内）的无线电技术，能够在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间实现无线信息交换。利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与互联之间的通信，从而使数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽了道路。

七、Wi-Fi

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟所持有，可以改善基于IEEE 802.11标准的无线网络产品之间的互通性。Wi-Fi不能与IEEE 802.11混为一谈，更不能把Wi-Fi等同于无线网络。