宽带网络

选择和解决方案指南

应用手册

移动因特网设备:为通信领域带来革命性转变

作者:Ramesh Iyer,德州仪器无线终端业务部负责蜂窝式媒体系统解决方案的全球产业环境合作伙伴经理兼移动因特网设备产品战略经理,TI科技委员会成员 (MGTS)

引言


移动电话使我们的日常生活不断经历着革命性的改变。手机刚刚诞生时如同砖块一样笨重,而现在它已发展成为人们彼此之间强大的沟通互连机制,从简单的语音通信设备转变为个人多功能多媒体设备,从而跨越了人与人之间的距离。由于集成了全新的特性,普通电话正转变为具有“一体化”功能的汇聚型设备。

随着新型无线技术在全球的广泛普及,移动技术市场上正日益形成一些独特的细分领域。目前,移动因特网设备 (MID) 方兴未艾,正迅速大规模占领市场。事实上,根据分析公司 ABI Research 的预测数据,到 2012 年, MID 的出货量将达到 9,000 万部(资料来源:移动因特网设备与 UMPC,2007 年 9 月 13 日)。我们将在本文中探讨 MID 市场的发展及主要推动因素,并谈谈在应用日趋复杂、需要更多创新设计来加速产品上市进程的情况下,这种新产品要想取得成功需要哪些技术基础。

移动因特网设备的发展


MID 市场的出现得益于两种不同设备的发展与整合:智能电话与 PC。

在 PC 领域中,台式电脑正逐渐向移动便携式电脑发展,不再受制于电话线或电源线。PC 厂商不断尝试推出平板 PC 等更小型化的产品,力图寻找全新的发展领域。此外,因特网不断发展变革,用户希望随时可在指尖获得信息,从而使 PC 与消费类电子设备厂商不断开发出如上网本 (web tablet) 等更小型化的设备,以及微软 Origami 项目等计划。截至目前,上述新产品的推广程度仍比较有限,要么因为价格过高,要么因为电池工作时间太短(只有 1 至 3 个小时),此外也缺少杀手级应用来使其成为真正受大众市场青睐的解决方案。

在智能电话市场中,3G、WLAN 以及 WiMAX 的出现正推动视频流、视频下载和音乐下载等全新的数据型应用的复苏。运营商认为这是解决新型网络建设所需庞大投资成本的灵丹妙药。尽管智能电话的上网速度不慢,但 web 浏览体验的质量却到极大局限,这归因于缺乏网络整合、非优化的 web 浏览器以及过小的显示屏等一系列原因。

显然,消费者希望能够在移动环境中实现全面的浏览功能等堪比 PC 的使用体验。因此,涌现出现了以下两种不同的思路:

a) PC 发展思路:在设备不断向小型便携式平台发展的基础上提供目前 PC 所具备的功能,实现堪比 PC 的使用体验;
b) 移动手持终端发展思路:便携式平台是智能电话的自然演变,可实现几乎 100% 的软、硬件架构。

上述两大市场领域的汇聚交集就形成了所谓的超移动设备 (UMD)。MID 与超移动 PC (UMPC) 即可算作是 UMD 系列的成员。表 1 汇总了智能电话、MID 以及 UMPC 之间的特性差异。

特性 智能电话 MID UMPC
屏幕尺寸 2" - 3" 4" – 6" 5.5" - 7+"
屏幕分辨率 QVGA WVGA 1024 x 600
HLOS Symbian、Microsoft、Linux 起初为 Linux XP 或 Vista
应用 移动浏览器、多媒体应用 全面的浏览器功能、多媒体应用以及其它专门应用(如 LBS) 所有 x86 应用
办公工具 Microsoft® Office Reader Microsoft® Office Reader 全面的 Microsoft® Office 功能
语音 QoS 蜂窝式传输 VoIP 和/或 QoS 蜂窝式传输 VoIP 传输
数据 蜂窝式传输 WiMAX 或蜂窝式传输 WiMAX 或蜂窝式传输
连接 蓝牙、WLAN 蓝牙、WLAN 蓝牙、WLAN
GPS 必备 必备 可选
多媒体 + 影像 件 H.264 (720p、30fps)、500 至 1200 万像素摄像头 H.264 (720p, 30fps)、500 至 1200 万像素摄像头 H.264 (720p、30fps),摄像头为选配件
电池工作时间 始终工作 始终工作 类似于笔记本电脑
I/O 传统键盘、触摸屏或9 键键盘 传统键盘或触摸屏 传统键盘或触摸屏

UMPC 可支持众多优异特性,如因特网浏览、Windows 环境、Microsoft Office 办公工具、email 功能、VoIP 以及其它多媒体功能等。这种产品面向多种用户群体,其中包括企业用户乃至需要娱乐消费和互连功能的任何个人用户。不过,UMPC 并未赢得懂行的消费群体的青睐,这是因为:

a) 零售价格高达约 800 至 1,000 美元之间,比普通的笔记本电脑更昂贵;
b) 电池工作时间太短,通常不超过 3 个小时;
c) 缺乏杀手级应用。

与此形成对比的是,MID 旨在提供更大的显示屏并支持 web 浏览器,而且其在理论上应提供与 PC 相同的使用体验。产品设计的初衷是使用户能够在手机上使用因特网,从而有利于推出定位服务 (LBS) 以及社交网络服务等新型服务,进而帮助电信运营商实现盈利。

如上所述,我们很容易想见,低功耗应用处理器处理能力与集成度的提升将帮助智能电话向 MID 领域发展,从而能够高效运行此前只有在 PC 环境下才能运行的应用。

随着 MID 这一市场领域的演进发展,我们将看到两代 MID 产品的诞生。第一代 MID 平台主要是具备较大屏幕的设备,可实现比智能电话更出色的浏览体验。这些平台能够充分实现新技术,检验消费者对新产品的“胃口”,从而决定是将其作为当前智能电话的补充还是替代产品。

第二代 MID 产品将随着技术的发展显著增强用户的使用体验,将支持更丰富的调制解调器选择、更长的电池工作时间、更多的内容格式以及更低廉的价格。凭借这些先进的技术优势,MID 厂商将能够更灵活地根据产品特性创建不同的细分市场,为消费者提供不同的产品价格。

主要推动力


首先,我们必须认识到,因特网正从数据消费门户演变为数据发布机制,而且新的商业模型正随着因特网角色演变应运而生。

在新用户与高置换率的推动下,到 2012 年,手机用户有望超过 40 亿(资料来源:Wireless Intelligence 2008 年 1 月数据)。与此同时,因特网不断为人们之间的沟通、信息的存取以及业务的处理带来革命性转变。上述因素相结合,将催生巨大的商机。分析公司 iSuppli 预计,到 2011 年,全球将有 7.6 亿人通过手机连接至因特网。

尽管传统 PC 过去一直是当仁不让的唯一 web 浏览工具(能够浏览原生格式的 web 页面),但手机正不断通过提供可与 PC 相当的因特网体验来打破这一格局。此外,与 PC 不同的是,手机具有无与伦比的便携性。

目前手机上的 web 浏览器还受到众多条件的限制,如屏幕小、键盘小、带宽低、插件支持不足以及在小型屏幕上处理和渲染数据和图形力不从心等。不过,web 浏览技术势必将向下一代手机过渡发展。移动 web 浏览器将具有全面的 web 浏览功能,不仅能够在一个屏幕上渲染多个页面,同时还可处理不同的内容格式,这将是未来手机发展的必然要求。

上述发展将为我们带来全面而极富个性化的手机使用体验,满足不同消费者的独特需求。越来越多的人开始通过因特网来访问、消费和发布内容,并开始影响到数据发布与消费的商业模型。如移动广告所带来的创收模式,以及从以前的彩铃下载到现在的整首歌曲乃至整部电影下载的转变等就是典型的实例。因此,手机向全面的浏览体验方向的发展最终将成为 MID 获得成功的关键。

短短几年内,移动因特网体验将成为手持终端特色化的关键,将重点从高级操作系统 (HLOS) 转变为应用层与用户界面 (UI)。移动因特网体验将包括 web 浏览器所提供的多媒体应用(如在线照片共享、视频流以及视频共享等)、定位服务(如地图与社交网络等)、内容协作、内容交付以及新兴 Web 2.0 系列应用等。多触摸屏及独特用户界面的日益流行凸显了 UI 的重要性。UI 架构可能最终将独立于 HLOS,主要依靠底层硅芯片技术平台为手持终端等对功耗非常敏感的嵌入式环境提供类似于 PC 的性能。内嵌 ARM 微处理器内核的 TI OMAP™ 应用处理器不仅为更高级、更直观的 UI 发展铺平了道路,同时也为消费者带来了与传统 PC 相当的 web 浏览体验。

主要的挑战与技术的重复使用


随着因特网使用模式的转变,建立 MID 市场的时机逐渐走向成熟。MID 市场的成功取决于 3 个 P,即性能 (Performance)、功耗 (Power consumption) 以及价格 (Price)。这三个因素决定着便携式产品的成败。

数 GHz 架构专用于传统台式电脑与笔记本电脑,该架构在需要低功耗、高性能以及低成本的移动环境中通常不是最佳的选择。尽管这种数 GHz 架构从发展策略上来看能够缩减芯片尺寸,进而大幅降低功耗,但基于 TI OMAP™ 处理器的多内核架构已经实现了更低功耗的超小型解决方案,就是与最适用于 MID 的 PC 架构相比也要更胜一筹。这种架构上的优势不仅为我们实现了小型化的 MID 平台,而且也不需要风扇来为处理器产生的热量散热。此外,它还可降低制造成本、缩减电池体积、支持杀手级软件应用的部署,而且单次充电就能工作许多个小时。

TI OMAP 架构已应用于超过 1 亿部手机中,充分显示了其能满足手持终端、便携式电子产品或 MID 等高级便携式计算市场需求的巨大潜力。由于 MID是一种不断变革演进而来的平台,因此智能电话软件 100% 都能实现重复使用,同时还提供了全新的浏览器引擎。由于能够重复使用软件,并可将相同的平台转变适用于全新的产品,因此传统 OEM 与 ODM 厂商均不愿冒险去尝试未经测试的 PC 架构。

总而言之,MID 只有满足或超过以下标准要求才能实现全面的成功:

a) 更长的电池工作时间:智能电话已经可根据网络与使用情况的不同实现 2 至 9 个小时的通话。MID 的工作环境要更严苛一些,特别是在非常耗电的显示屏上对丰富的多媒体内容进行交付与渲染;
b) 独特小巧的外形;
c) 对高级 UI 的快速响应时间;
d) 丰富精彩的 web 浏览体验:能支持各种多媒体内容格式,实现全页面渲染;
e) 低价实惠:在2009年到2011年间实现300美元的目标价位,促进大规模推广;
f) 始终互连:平台必须支持不同类型的调制解调器(如 WLAN、W-CDMA 以及 WiMAX 等)。

TI 目前是生产智能电话与 MID 产品的主要厂商,其推出了包括应用处理器、调制解调器以及无线连接组件等在内的全系列产品,能满足上述所有特性要求。随着 MID 市场领域的不断细分与发展,TI 等硅芯片厂商可通过专为 MID 量身定制的芯片组进行定义来优化其芯片产品系列。TI 推出的 OMAP™ 平台与连接组件(如 WiLink™ WLAN、NaviLink™ GPS 以及 BlueLink™ 蓝牙®无线技术等)能在功耗与性价比之间实现最佳平衡,因此在市场领域中处于有利地位。此外,软件与系统架构设计人员还能在 ARM 的高性能微处理器与 TI 业界领先的数字信号处理器 (DSP) 之间灵活地进行软件分区,同时还可确保上下代产品之间的软件可重复使用性。这种独特的产品特性在加速产品上市进程方面是一大战略优势,同时还有助于产品战略的创新并不断推出新的衍生方案。

打造全新的移动世界


MID 的推广与发展很可能改变我们对个人设备的认识。这些新型产品将在多种不同领域为全球消费者开辟一个全新的移动世界,如:

  • 个人信息:存取财务与医疗记录、个人博客、日志以及家庭网络视频广播等;
  • 在线与定位服务:地图、LBS 以及社交网络等;
  • 个性化内容:家庭照片、音乐门户以及视频门户等;
  • 医疗:上网本能提供病历与数字化 X 光照片等患者信息;
  • 电子医疗:远程病人监控;
  • 教育:无线课堂。

MID 是智能电话的补充还是其取代物仍颇具争议,不过,随着人们逐渐将因特网作为所有信息的主要来源、无线调制解调器技术的显著提升促使带宽容量不断扩大,以及应用处理器的性能与功耗之间良好的平衡,便携式平台必将对传统 PC 构成强大的挑战。未来,我们可以将“因特网”装入自己的口袋,从而改变业界对手机的定义,并打开全新的应用与使用模式之门。或许我们即将迎来真正的“个人数字助手”。

便携式计算平台可能会提供创新的小外形设计、具有吸引力的可定制 UI 以及与传统 PC 一样精彩的 web 浏览体验。TI 芯片与软件产品系列将为目前的 MID 设计工作打下坚实基础,并将为未来 MID 的进一步发展做好铺垫。