En gör-det-allt-programmerbar processor för smartphones

År 2012 sågs en fortsatt tillväxt i införandet av mobila kommunikationsprylar, men få tekniska genombrott. Men under de kommande månaderna kan moden hos mobila enheter vara mogen för tekniska störningar och betydande prestandahöjningar.

Moder chip : Det Coherent Logix-chip som visas i mitten av detta moderkort kan flexibelt omprogrammeras för att utföra olika bearbetningsfunktioner, radera bearbetningsbarriärer mellan radio, bild och video. Nästa generations version kommer att vara mindre, billigare och passa i en telefon, säger företaget.

Smartphones och surfplattor är i vissa avseenden primitiva och ineffektiva inuti. Öppna deras eleganta ytor och du hittar ett virrvarr av fristående processorer. Det finns vanligtvis flera modem för bearbetning för olika trådlösa standarder: 2G, 3G, 4G LTE, Wi-Fi, Bluetooth, GPS och, i nyare telefoner, närfältskommunikation. Slutligen finns det processorer för bild- och videobehandling, samt för accelerometern och gyrometern.

Att inhysa och driva alla dessa fristående bearbetningsöar är i grunden ineffektivt, men tekniker växer fram för att sätta ihop dem alla. Koherent Logix , en startup baserad i Austin, Texas, utvecklar en enda processor som, enligt företaget, kan hantera allt ovanstående med funktioner som smidigt kontrolleras av programvara som kan växla mellan funktioner på några millisekunder.

Chips som bearbetar mjukvaruversioner av radiokomponenter som en gång bara implementerades som hårdvara – som filter, förstärkare och modulatorer – har funnits i flera år. Så har förmågan för sådana chips att vara omprogrammerbara för att hantera olika frekvenser. Men att lägga till allt annat – som bild- och videobehandling – till samma processor och få det att fungera i en smartphone skulle vara ganska nytt. Vi tror att det inte räcker att bara sätta ihop radioapparaterna och sätta dem i mjukvara. För att få det mest kraftfulla, flexibla, dynamiska systemet vill du koppla all video- och fotobehandling tillsammans med radiobehandlingen, säger Michael Doerr, företagets grundare och tekniska chef. Och vi har en unik processor som kan göra det, men det är en fråga om att få rätt prestanda och effektavvägning.

Företaget har försett militära kunder med kretsar som är nödvändiga för att göra sofistikerade programmerbara radioapparater, men tekniken har hållits tillbaka från massmarknaden av dess kostnader, effektbehov och programmeringskomplexitet. Nu säger företaget att det arbetar med en av de fem främsta smartphonetillverkarna – det kommer inte att namnge vilka – på en handenhetsversion som ska prototyperas senast 2014 med hjälp av nästa generations version av dess programmerbar processor . Om det lyckas, säger han, kommer det att bli ett stort steg för branschen. Ingen har kommit ut med en sådan här enhet.

Företaget har en viss preliminär validering i forskarvärlden. Det ska bli intressant att se hur långt de kommer att kunna sänka strömförbrukningen inom en snar framtid, men potentialen finns för superdatorprestanda på en handenhet, säger Jeff Reed , som leder det trådlösa forskningsinstitutet vid Virginia Tech och är bekant med tekniken. Framgång skulle förändra spelet eftersom den resulterande enheten – om inte bokstavligen lika kraftfull som en superdator – säkerligen skulle ha kapaciteten hos dagens kraftfulla bärbara eller stationära maskiner utan att förbruka mer ström.

Dessutom kan enheter vara användbara längre, eftersom hårdvaran inte skulle bli föråldrad tillnärmelsevis lika snabbt, och fler uppgraderingar skulle kunna göras med mjukvara för att till exempel lägga till en ny typ av bild- eller videoprocessor. Det som gör dem väl respekterade är deras mjukvaruverktyg, som gör multiprocessorbearbetning mycket enklare än tidigare, tillägger Reed.

Coherent Logix är naturligtvis inte den enda spelaren i spelet. Stora chiptillverkare har stadigt förbättrat prestandan och sänkt strömförbrukningen, medan aktörer som t.ex. Tilera och Mindspeed arbetar också med bättre programmerbara processorer.

Under tiden är Coherent Logix chips på väg till basstationer, som kan dra nytta av liknande ökningar i programmerbarhet och flexibilitet. Titta på sidan av en stadsbyggnad och du kommer sannolikt att se flera sändarlådor. Var och en hanterar olika frekvenser för var och en av tre eller fyra eller flera bärare.

Det programmerbara Coherent Logix-chippet antas av Allmänt trådlöst , en leverantör som tillhandahåller basstationer för den trådlösa industrin. Förändringar av trådlösa protokoll kräver fysiska besök på basstationer, som i allt högre grad består av ett större antal små sändare som kallas små celler. Eftersom fler och fler av dessa installeras är det stora antalet platser och kostnaderna för att ta sig till dessa platser över tid ganska betydande, säger Rob Reagan, grundare av Public Wireless.

Han menar att det billigaste sättet att hantera detta är att skicka ny mjukvara till basstationen för att omdefiniera vad radioprocessorn ska göra. I teorin skulle de trådlösa företagen till och med kunna dela samma box, ungefär som samma kraftledning delas av olika elleverantörer. Hela utrymmet är mogen för betydande störningar, tillägger Reagan.

Trådlösa operatörer utvecklar också teknik inklusive små celler som mer effektivt kan hantera den förväntade expansionen av LTE-nätverk (se Tiny Transmitter Could Help Aver Data Throttling). AT&T sa förra året att det skulle hjälpa till att utöka kapaciteten delvis genom att anta små celler (se The Spectrum Crunch That Wasn't ), gå med i Verizon, Sprint, Telefónica, China Mobile, Vodafone och många andra. Stora basstationsleverantörer som Ericsson, Alcatel-Lucent, Nokia och Siemens utvecklar också sina produkter.

Dölj