如何降低手机软件的更换成本
软件堪称移动电话最重要的元素,它是移动电话能否在市场成功的关键要素。它决定了手机是“热门产品”还是“三味产品”。它是使用者最先接触到的功能。它是我们爱恨手机的主要原因。手机系统工程师只要想到此点就不寒而栗,因为软件很容易发生问题、成本经常超出预期、而且总是要到手机量产前才能完成。本文将深入说明软件为何仍是系统开发人员的主要考虑,以及为何采用一种符合常识的设计方法和架构可以大幅减少这些风险。
手机内的软件
图1示出了手机里的软件,它们最后都会在芯片组厂商提供的硬件平台上执行。在移动电话里,这个平台可能是含有MIPS等微控制器 (MCU) 的基带处理器 (BB) 或应用协同处理器 (ACP)。由于软件程序代码必须针对基带或应用处理器的缓存器、时序和微控制器种类而特别设计,因此由最了解硬件的厂商来提供软件自然是最合理的选择。
图1 手机内的软件
设计良好的软件系统会将硬件相关的低阶界面隐藏起来,不让它们出现在比较依赖通用实时操作系统服务和应用软件架构的高阶接口。以典型的个人计算机应用为例,个人计算机应用软件的程序设计师就不需要知道底层硬件的任何细节,这些研发人员会利用操作系统提供的服务以及协力厂商的工具来设计应用软件。
在手机软件世界里,这就像是硬件厂商会发展基本接口与上层软件沟通,手机应用程序设计人员则会专注于软件应用,完全不必考虑底层硬件。换言之,图1就代表这种以专业知识为基础的软件设计分工方式。
尽管如此,手机软件系统设计通常仍会涉及众多厂商,因此实际情形并不会像图1所示那么简单明确。芯片组厂商虽然有硅芯片设计知识,却不一定了解软件。因此他们只会发展硅芯片,然后由不同的软件厂商设计所需软件以便与芯片提供的平台驱动程序或系统驱动程序等外围接口和功能沟通。这也难怪许多更具竞争力的芯片解决方案虽然提供更强大的集成度和效能,手机制造商在软件考虑下总是不太愿意更换硬件平台。
手机内的特定软件
针对特定芯片所设计的软件大致可分为两个领域：俗称为协议堆栈 (protocol stack) 的通讯软件以及直接与芯片上各种外围接口或驱动程序沟通的软件。
协议堆栈软件必须支持现有的全部电信标准才能通过电信法规认证。由于功能规格和时序要求都很严苛,这些软件必须了解所使用的芯片组平台细节。幸运的是,协议堆栈完全符合OSI-ISO(Open Systems Interconnect-International Standards Organization) 架构要求。该架构要求通讯软件的发展必须采用分层架构,而且每层都要有一定程度的功能隔离。多数协议堆栈是由OSI模型的第一、二和三层组成 (L1、L2和L3),其中只有俗称为实体层的第一层才需要了解底层硬件细节。协议堆栈的其余部份都与硬件无关,它们通过通用接口向下与特定硬件的第一层沟通,向上则与应用架构沟通。
手机软件的评价指标
介绍了手机软件环境和手机系统工程师每天都会遇到的各种软件整合问题后,我们接着将讨论一些重要的评价指标,同时说明我们所推荐的智能型架构如何解决这些问题。下列这些问题对所有手机制造商和最终使用者都同样重要,也是他们都关心的问题。
成本：当制造商谈到手机的元器件用料时 (BOM),他们是指电子元器件用料 (E-BOM) 以及塑料和机械元器件等其他用料。虽然如此,只有极少数的制造商有能力计算和管理他们的软件成本。经验证明软件成本约占普通手机成本的15%。软件成本的另一来源是将现有软件移植到新芯片平台的前置作业费用,这需要的工作量相当于一位训练有素而昂贵的工程师工作两年半才能把原来就有的软件移植到新平台。假设每位工程师的总成本是每年30万美元,这表示每个平台需要75万美元的工程费用。在今日竞争激烈的市场里,降低软件成本有助于提高效益进而扩大整体获利能力。
