认识下平板电脑内部结构

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 相信智能手机、平板电脑等智能终端已经成为了不少朋友日常生活中不可或缺的一部分。无论从功能还是从结构上来讲，说它们是“迷你版”电脑毫不为过。本堂课的内容就是把平板电脑当作“电脑”拆解开来，看看它的主板上有些什么秘密。

   

   

 

cpu、GPU、内存上哪去了？

 

 如果大家对传统个人电脑知识稍有了解，应该对CPU的名字不会陌生。对普通电脑而言，打开机箱、拆下散热器可以看到CPU的真身。不过，这种方法在智能手机或平板电脑上行不通了----因为我们在智能手机主板上根据看不到CPU的真身。因为，智能终端平台的核心处理器已经不是一个简单的功能单一的运算单元，它就像是一个大杂烩：在一颗芯片内，除了ARM架构的处理器核心外，还整合有负责各种多媒体工作的运算单元，例如，负责视频编解码、音频编解码、2D图像处理等专门运算的单元。

 

　

 

　  而在PC发展史中占重要地位的“显卡”，同样被整合在这颗芯片中，这个图形运算单元一般负责图形加速，3D显示加速，甚至与其他图形处理器配合，来完成摄像头照片拍摄、视频录制编码、特效、视频编辑加速、高清输出等工作。当然，平板电脑与PC一样，需要高速的内存支持整个操作系统的工作，它与传统电脑中内存扮演的角色一样，作为数据“物料”的临时仓库。不过如同图形核心一样，内存芯片也被整合到“处理器”芯片上。与GPU融合式集成方案不同，内存颗粒直接采用PoP堆叠封装方式焊到处理器上面，如同双层饼干一样，上面一层是内存芯片，下一层是ARM处理器及GPU的整合层。因此外观上，我们同样难看到内存颗粒的真面目！

 

   

 

  例如苹果A5处理器上层是内存颗粒，下层才是ARM+GPU处理器的物理整合层。目前，最新平板、智能手机大多使用超低电压版LPDDR2标准的内存颗粒，功耗要低不少。当然，内存单元与系统内存子系统的性能，除了与内存颗粒规范有关外，与处理器芯片内存控制器所支持的工作规范也有一定的关系。 

 

 　　这种集成这些特别运算单元的芯片，一般我们称之为“SoC”（System On Chip），术语称为“片上系统”，意思就是一块芯片就如同一个微型系统。 虽然在功能上，我们似乎能找到它们在PC系统中的影子，但显然我们不能像PC上那样自由组合CPU、GPU、内存单元。这种设计的最大优势就是高集成度、可极大节省空间，就好比将住平房的人集中到一栋摩天楼里一样---占地面积少了！

 

　　小贴士：并不是所有平板的内存是直接“焊”在处理器上层，这主要看厂商采用什么样的芯片方案，不少低端平板电脑的内存颗粒就是直接“焊”在主板上的。

 

  “固态”硬盘是标配

 

  除了内存外，平板电脑、智能手机同样拥有自己的存储系统，不过对比起电脑而言，它一大早就配备了“固态硬盘”----闪存芯片。平板上的闪存的工作类似于传统PC上的硬盘，它的功能则与我们熟悉的闪存、SD卡类似，它是用来固定存储数据的。例如，我们用手机拍摄的照片，我们要听的音乐，安装的软件，当然包括手机运行的操作系统都需要闪存来存储这些数据。

 

  WIFI无线芯片必须有

   

  既然是一台微型电脑，那么网络功能是必须。当然，大家不可能插根网线拿着平板电脑满屋子转，所以wifi无线模块也是平板、智能手机上不可或缺的成员，不过由于WIFI芯片功耗及体积较大，有些平板电脑或智能手机会将它作为独立模块来设计，通过排线与主板连接。

 

  小贴示：谈到网络功能，我们不得不提一下智能手机的另一个CPU，叫通信处理器（Communication Processor，CP）或基带处理器（Baseband Processor，BP），负责所有通讯软件的执行。这个通信处理器一般由支持不同制式手机通讯网络的基带芯片，信号发射与接收使用的电源管理与功放芯片组成。目前，包括WCDMA、CDMA2000、GSM和4G LTE都由不同芯片或同一芯片支持。将通信处理器独立出来的一个好处是一旦它被设计和认证为好了的，不管你采用的操作系统和应用软件怎么变化、怎么吵闹，它都可以正确的执行功能（通讯功能）。另外，操作系统和驱动的bug也不会导致设备发送灾难性的数据到移动网络中。

   

感应单元，感知外面的世界！

 

　　除了基本硬件功能模块外，新一代智能手机、平板电脑的主板还引入了一些新奇的硬件成员，比如感应单元。也许提到感应单元你感到陌生，但你或许对当年乔布斯拿着iphone 4自己转圈玩拆砖块游戏的情景还有印象-----你可知道这背后的最大功臣就是三轴陀螺仪。三轴陀螺仪就属于感应单元单元的一类。目前三轴陀螺仪原先只用的导弹上的装备已经成为了iPhone4/4S、ipad上的重量级硬件配置。至于iphone 4装上陀螺仪有什么用呢？首先是导航精度提高了，它可以让手机在进入隧道丢失GPS信号的时候，凭借陀螺仪感知的加速度方向和大小继续为用户导航。其次最重要的作用就是为游戏和应用增加了控制方式。你在游戏厅时玩过那种射击游戏吗，举着枪冲屏幕射击那种。有了陀螺仪，在iphone 4上也可以这样玩了，怎么样？很酷吧。

   

  此外重力感应器、距离传感器等也均属于感应单元。多样化感应单元的应用，给平板电脑、智能手机带来了新的应用模式，也给用户提供更佳的应用体验。目前的不少平板电脑、智能手机的主板上都加入了这些新成员！

 

　　除了以上几大重要部分外， 类似于PC主板上常见的I/O控制器、电源管理芯片等功能芯片也是平板电脑主板上的标准列编“人员”，以后我们再细细讲解，在这里就不重点介绍了。

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