作者：Alessandro Araldi
aaraldi@ti.com
OMAP™ 产品部
全球市场营销经理

引言

全球移动运营商为部署 3G 频谱与网络基础设施，投资了数十亿美元。3G 网络终于成功部署，但投资回报似乎仍然遥遥无期。为什么呢？因为尽管 3G 网络能够提高频谱利用率，降低网络运营成本，但其本身并不能提高业务收入，也难以降低手机及应用的成本。

虽然网络与基础设施相关问题往往会制约新业务的部署，但手机本身却是移动运营商的重要问题来源。一方面，手机软件分片 (fragmentation) 设计意味着各种手机新业务的开发、测试及部署会日益复杂且成本高昂。另一方面，3G 手机架构与 2.5G 手机架构一样，专门用于运行应用的资源非常有限。大多数 2.5G 手机能够共享调制解调器与应用软件资源，但这种架构在大多数情况下都难以满足 3G 手机的要求，因为 3G 手机对调制解调器与应用软件提出了更高的要求，而且这种要求还会继续快速而大幅地增加。

白皮书

为解决上述问题，手机需要具备稳健而可扩展的应用平台。适当的应用平台能使手机变为功能强大的设备——不仅能够推出极富吸引力的新型特色化服务以吸引新用户，而且还能增加每用户平均收入 (ARPU)，避免用户流失，从而增加运营商的收入。此外，适当的平台还能精简手机的材料清单 (BOM)，降低手机应用的开发、测试及支持成本，从而为运营商节约成本。

基于高级操作系统（HLOS，如 Symbian™、Microsoft® Windows Mobile™ 和 Linux® 等）的软件平台与基于 TI OMAP™ 应用处理器与 TI OMAP-Vox™ 芯片组的硬件平台相结合，将为移动运营商提供最高效的应用平台，以帮助他们实现 3G 投资回报。本白皮书将介绍与此相关的内容。

移动运营商的需求

目前，移动运营商面临诸多挑战，其中包括弥补 3G 投资亏损，降低用户购置成本等财务方面的挑战；应对移动虚拟网络运营商 (MVNO) 等市场新军的挑战；与突破性新技术相关的技术挑战以及创新速度不断加快提出的新技术要求等。在此情况下，移动运营商应当：

• 通过如下方式增加收入：

  • 扩大用户群

  • 增加 ARPU

  • 避免用户流失，特别是避免其高利润客户的流失

• 通过如下方式降低成本：

  • 精简手机材料清单 (BOM)

  • 降低应用的开发、测试与支持成本

增加收入

基于 HLOS 与 OMAP 应用处理器的应用平台能够帮助移动运营商增加收入，是因为：

• HLOS 能够减少分片，促进独立开发商的数量与质量大幅提升，从而实现“平台化”与特色化的发展，推动进一步创新。
• OMAP 架构采用并行多处理器架构，从而能够实现极富吸引力的服务，并提升用户使用体验。

上述因素有助于移动运营商扩大其用户群，增加 ARPU，并避免用户流失。

HLOS 推动“平台化”与特色化的发展

诸如 Symbian、Windows Mobile 及 Linux 等高级操作系统 (HLOS) 有助于推动平台化与特色化的发展，使移动运营商能够在其整个产品系列中快速高效地开发并部署新业务，根据不同用户的需求定制其手机使用体验。

以下因素的结合有助于实现 HLOS 的平台化与特色化：

• 独立于硬件与制造商的软件平台：HLOS 平台独立于硬件与制造商，使移动运营商能够针对各种手机类型部署有限数量的平台，以避免各种软件解决方案分片，而这也正是当前无线手机市场所面临的问题。通过针对各种手机类型部署有限数量的平台，移动运营商能够快速高效地推出新业务，从而缩短产品上市时间并加速盈利。
• 稳健而灵活的应用与服务架构：HLOS 平台通过可扩展的高级中间件架构为部署并管理应用与服务带来了最为稳健而灵活的架构，其设计不仅能够满足当前应用的需求，还考虑到未来技术的发展要求。HLOS 平台经过标准测试方法与工具的测试，得到第三方测试机构的验证。综上所述，HLOS 的重要特性包括：
  • 高级安全性与数字权限管理 (DRM)
  • 器件管理与空中固件升级 (FOTA)
  • 集成多媒体播放器、多媒体子系统及接口
  • 业经验证的集成电话协议栈
  • 强大的多任务处理能力
  • 稳定可靠的网络，这对 IMS 部署和全 IP 网络而言是至关重要的
  • 高级存储器管理，这对独立开发而言是至关重要的，能在受保护的情况下实现通用的扁平化存储器视图
• 广泛的第三方开发商网络：Symbian OS、Microsoft Windows Mobile 以及 Montavista Linux 拥有业界最广泛的开发商支持。这对运营商至关重要，因为庞大的开发商群会带来重要的优势：
  • 使 HLOS 平台更丰富、更完整，从而吸引更多用户并避免用户流失。
  • 为用户提供更多可供选择的应用，更有助于推出杀手级应用，从而增加用户的 ARPU。
  • 降低资源成本，有助于节约应用与服务的开发成本。
  • 提高质量并促进创新。

下图显示了微软对智能设备的研究结果，证实了HLOS 的特色化发展确实有助于增加 ARPU。下图对智能化设备用户购买设备（根据运行的 HLOS 进行分类）前后的 ARPU 进行了对比。该研究显示，ARPU 增加了 18% 到 37%，同时表明数据与语音领域的 ARPU 都得到增加。

购买智能化设备对ARPU 的影响

资料来源：“数字的力量 (Strength in Numbers)” Microsoft 2005 年

TI 是率先为各大 HLOS (Symbian、Windows Mobile 以及 Linux) 提供全面手机支持的无线系统厂商，已出货的 100 多种机型均运行 HLOS，大大超过其他半导体制造商。TI 于 1998 年开始开展 HLOS 移植与集成工作，积累了丰富的 HLOS 经验，竞争优势明显，有助于快速向市场投放产品，比竞争对手领先 4 至 5 年。这种经验有助于 TI 更高效地为手机制造商与移动运营商提供支持，帮助他们从老式软件平台向 HLOS 升级。

TI 在不同硬件与 UI 平台基础上已成功实现了数十种HLOS 版本的制造。在 2004 年与 2005 年，TI 每年推出大约 25 种不同的 HLOS 版本，在不同的目标芯片上集成不同的 HLOS。这样，TI 在 HLOS 与相关 UI 等各个领域均积累了丰富而特有的经验，涵盖 HLOS 移植与集成的各个方面，其中包括基础移植、多媒体、语音通信、UI、调试与工具、系统集成与确认，乃至运营商的 FTA 等。

TI 目前有数百名员工致力于研究在手机上移植并集成Symbian OS、Microsoft Windows Mobile 及 Montavista Linux 等操作系统。
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此外，TI 与 Symbian、诺基亚、微软以及 Montavista 等所有 HLOS 厂商均建立了密切的合作关系。已售出的大部分基于 Symbian 的设备、微软智能手机以及 Montavista Linux 手机均建立在 TI OMAP 平台基础之上。大多数 TI HLOS 合作伙伴还采用 TI 的软件开发平台 (SDP) 作为其参考开发环境，这有助于加快 TI 平台上的开发速度，并提高系统解决方案的质量。

最后，TI 还建立了包括专业合作伙伴在内的广泛技术社区，提供 HLOS、语音通信，以及多媒体开发、集成与验证等全方位的专业技术支持。

上述合作伙伴进一步弥补了 TI 的专业技术与服务，帮助手机制造商实现产品定制，并通过以下一系列服务加速产品上市进程：

• 硬件：示意图与电路板布局
• 系统软件：OS BSP、引导加载器、HAL、设备驱动程序配置
• 定制：设备驱动程序、多媒体编解码器、应用
• 系统集成与测试

OMAP™ 架构带来了极富吸引力的服务与最佳用户体验

手机上不断出现复杂的新型多媒体与高级连接应用，这方面的应用今后几年预计还将继续快速发展。此外，将现有的应用与新型应用加以整合，手机还将出现新的高级应用模式。最终用户将会在有意或无意间同时运行多种应用，无论如何，他们都希望手机的性能不会因为执行多任务而受到影响，并确保立即响应。新的使用模式如下：

• 在接听电话时观看实时电视，这要求同时实现以下功能：
  • DVB-H 无线电调谐器
  • H.264／WMV 视频解码
  • 64 和弦 MIDI 铃声
  • 3G 蜂窝网络连接与实时通话
• 录制并同时实现视频会议，这要求同时实现以下功能：
  • MPEG4 或 H.264 视频编解码
  • AAC+ 音频编解码
  • MMC 录制
  • 3G 蜂窝网络连接
• 在聆听 MP3 歌曲时实现无线同步，这要求同时实现以下功能：
  • 同步协议
  • MP3／WMA 音频播放
  • 3G 蜂窝网络连接

实现上述复杂的应用及其应用模式要求运营商在提供吸引新用户的新服务的同时，确保用户获得无缝的运营服务，从而增加 ARPU，避免用户流失，进而增加收入。不过，做到这一点并不容易，这对性能提出了更严格的要求，只有通过功能强大、具有可扩展性且符合未来要求的应用平台才能实现。举例来说，目前，上述解决方案只能在采用传统架构的手机上来实现，这要求手机制造商进行高强度的开发工作，并将会对产品上市进程造成不良影响，还会导致软件堆栈极易受影响，要是运营商需要实现其他复杂的功能，就要大规模增加软件的要求。

TI 的 OMAP 平台是市场领先的应用处理器。通过在手机上实现 HLOS 与高级应用，该技术正在成为 3G 手机的核心技术。首款 OMAP 处理器 OMAP1510 于 2002 年实现量产，为 NTT DoCoMo 的 FOMA 获得成功发挥了重要作用。

各大电话制造商都已采用 OMAP 架构，并推出了上亿部产品。OMAP 是首款可支持各大主要HLOS（Symbian、Windows Mobile 以及 Linux）的应用处理器，从而不仅能够实现最稳健的完整解决方案，而且还能显著加速产品的上市进程。

TI 的 OMAP 2 架构是 OMAP 系列的第二代技术，其建立在可进一步扩展 OMAP 双核架构 (ARM + DSP) 功能的多核架构基础之上，，这一特性从一开始就是该平台的重要标志。在最新的架构中，多个独立引擎专用于执行高强度的任务处理（见下图）：

• ARM：专用于运行 HLOS 与应用；
• DSP：专用于音频加速；
• 图形引擎：专用于 2D 与 3D 图形加速；
• IVA：影像与视频加速器，专用于加速静态影像与动态视频，同时实现等同于消费类电子产品的高质量使用体验。

上述多个独立引擎能够同时进行并行处理，可充分满足移动电话的功耗优化需求，从而实现最新应用及其使用模式的需求。此外，这些引擎还能在不影响服务质量的情况下确保最佳用户体验，并在多任务处理情况下降低时延、避免视频与音频发生闪烁与颤音。

OMAP 2 架构使移动运营商能够高效地部署以下各种服务并提高盈利：

• 高质量游戏功能；
• 视频与音频流；
• 视频会议；
• 摄像与拍照；
• 数字电视与无线电广播。

总而言之，OMAP 2 架构是一款面向未来、功能强大的可扩展应用平台，能够实现复杂的最新应用及其使用模式。这些优异特性不仅能帮助移动运营商部署极富吸引力的最新服务，并推出新内容以不断吸引新用户，而且还能引导现有用户不断提高服务使用量。

降低成本

除了能够增加收入之外，基于 HLOS 与 TI OMAP-Vox™ 芯片组的应用平台还能够使移动运营商降低成本，原因如下：

• HLOS 可通过“平台化”与优化软件开发实现规模经济效益；
• OMAP-Vox 平台通过集成、数字 RF 以及领先的工艺技术有助于实现低成本的 3G 手机。

以上各种优异特性不仅能够为移动运营商降低手机 BOM 成本，而且还能节约应用开发、测试以及支持与维护的成本，从而使其受益匪浅。

HLOS 带来规模经济效益

HLOS 平台可实现较低成本的软件开发及产品生命周期中的管理成本，同时其广泛的开发商网络还能有效地满足移动运营商与最终用户的需求。

就此而言，HLOS 与其他应用环境相比具有以下优势：

• 标准 API 使开发人员能够更高效地进行应用开发，以节约开发时间与成本，同时通过产品更新换代的性能优化升级来提高技术的可移植性。此外，这些 API 还有助于制造商与移动运营商更轻松地在不同平台间进行应用移植；
• 稳定的用户界面 (UI) 以及广泛使用的、更丰富的开发工具使开发人员能降低售前开发 (pre-sale development) 成本，也使运营商能够降低售后支持成本；
• 高级安全性与设备管理机制使移动运营商能够通过无线升级与配置来降低售后支持成本；
• 结构化架构能够最大限度地实现灵活性与可扩展性，这使未来毋需重新进行平台架构设计就能添加创新式应用；
• 阵容庞大的开发商网络提供了可供选择的丰富应用集，这不但为移动运营商带来了规模经济效益，而且还使 3G 应用对最终用户的更具吸引力；
• 该技术还能实现众多组件与应用的预集成，这是其他软件框架与应用环境通常所不能实现的，因而有助于制造商降低应用开发与集成成本，并加速产品的上市进程。

此外，HLOS 在软件开发领域最具规模经济效益。随着移动电话的软件开发成本变得日益复杂昂贵，依靠专有解决方案会加大分片设计程度，因而不利于移动运营商实现规模经济效益。只有实现了规模经济效益，才有助于提高质量，才能够节约成本，并缩短产品上市时间。只有当移动运营商采用具有以下特性的解决方案，才能实现规模经济效益：

• 解决方案必须由财务状况良好、专业从事此类任务的企业开发完成；
• 必须在不同市场领域与产品之间实现可扩展性；
• 拥有庞大的开发商网络。

HLOS 平台是满足上述所有要求的唯一解决方案。最重要的是，HLOS 平台独立于硬件与制造商，这使移动运营商能够跨所有的手机系列部署特定数量的平台，从而减少软件解决方案的分片设计程度，从而有助于移动运营商大幅降低应用与业务开发、测试、部署及支持的成本。

OMAP-Vox 平台实现低成本3G 手机

根据上述清晰定义的成本降低战略，TI 始终致力于打造低成本的 3G 手机解决方案。作为业界领先的无线系统供应商，TI 在其发展历程中多次成功实施了相关战略，使移动运营商无论是从高端到低端产品都能够跨多个市场领域采用其应用平台。这进而为整个行业带来了规模经济效益，并将不断推动应用平台向低成本方向发展。

TI 的 OMAP-Vox 系列集成芯片组解决方案是 TI 3G 成本降低战略的核心。OMAP-Vox 架构可通过以下方面降低 3G 手机成本：

• 应用与DBB 集成：在 OMAP-Vox 芯片组中，将应用处理器与调制解调器数字基带 (DBB) 集成在同一颗的芯片上。通过在应用处理器与调制解调器数字基带之间共享系统资源（存储器与电源管理），将有助于大幅节约成本。就高端 OMAP-Vox 解决方案而言，同一芯片中的不同内核专用于应用处理器与调制解调器数字基带（一颗芯片，两个内核）；就低端 OMAP-Vox 解决方案而言，应用处理器与调制解调器数字基带（一个芯片，一个核心）共享同一内核，从而进一步降低成本；
• RF 集成与数字RF 处理(DRP™)：在通过 DRP 实现 RF 集成方面，TI 居于业界领先地位。该技术是采用数字 CMOS 工艺将 RF 集成到数字基带中，从而避免了昂贵而复杂的 RF 检测调试加大成本、影响产品上市进程的问题。TI 推出了业界首款单芯片 GSM／GPRS 解决方案，采用 DRP 技术可将所有的手机基本功能组件集成在同一颗芯片上。RF 集成可进一步降低成本并缩小板级空间。通过 DRP 实现 RF 集成，TI 计划将 3G 芯片组发展到单芯片解决方案的水平。
• 业界领先的工艺技术：拥有先进的工艺技术一直是 TI 的重要优势之一。TI 是率先推出 90nm 与 65nm 蜂窝解决方案的无线系统解决方案供应商。通过充分利用相关工艺技术，在保持底层芯片组架构不变并且重复使用软件的情况下，TI 能够降低成本并同时提升性能。TI 还将继续利用工艺技术来进一步优化 3G 芯片组的成本结构。

结合上述三方面因素，TI OMAP-Vox 架构为我们带来了低成本的芯片组，既能够充分满足当前需求，又可以满足未来需求，从而有利于降低 3G 手机的 BOM 成本。

结论

TI 专门为帮助移动运营商提高 3G 投资回报开发了针对 HLOS 优化的 OMAP 与 OMAP-Vox 平台。利用相关技术，移动运营商能够在其手机上高效部署稳健的可扩展应用平台。这不仅有助于更有效地部署极富吸引力的最新特色化服务以吸引新用户，还能增加 ARPU，避免用户流失，进而增加运营商的收入。同时，该平台除可降低手机的 BOM 成本外，还能节约应用开发、测试与支持等多方面的成本，从而降低运营商的成本。

基于诸如 Symbian OS、Microsoft Windows Mobile 以及 Montavista Linux 等高级操作系统的软件平台与基于 TI OMAP 应用处理器与 TI OMAP-Vox 芯片组的硬件平台相结合，为 3G 手机带来了最高效的应用平台。

这种技术能帮助运营商提高收入，因为：

• HLOS 实现了平台化与特色化；

• OMAP 平台带来了极富吸引力的服务与出色的用户体验。

此外，该技术还能帮助运营商降低成本，因为：

• HLOS 实现了规模经济；

• OMAP-Vox 平台能够实现低成本的 3G 手机。

随着 3G 的发展，运营商的重点逐渐从语音向数据服务方面转移，制造商的重点也逐渐从以调制解调器为中心的设备向以应用为中心的设计方面转变，这样的应用平台正是运营商所期待已久的，因为其不但有助于促进 3G 投资获得高效的投资回报，而且还具备面向未来进一步拓展市场的潜力。