個人數(shù)字助理軟硬件技術

時間：2022-02-19 15:51:01 | 來源：信息時代

時間：2022-02-19 15:51:01 來源：信息時代

前面介紹PDA時所談到的6個特征，主要是從用戶的角度觀察PDA所得到的結果，而更能反映PDA本質的是其軟硬件系統(tǒng)的結構和組成。與PDA關系最密切、對PDA來說也最重要的軟硬件技術領域有：操作系統(tǒng)、CPU芯片、通信、應用軟件開發(fā)環(huán)境與程序設計語言、筆輸入、PC卡、FlashRAM、電池和LCD。

操作系統(tǒng)

PDA采用的操作系統(tǒng)有兩大類：第一類是臺式PC機的操作系統(tǒng)或與其兼容的操作系統(tǒng)；第二類是針對PDA的特點而編寫的操作系統(tǒng)。前者有DOS、WinPDA和WindowsCE。其中，WinPDA是MSWindows的PDA變種，Microsoft公司已于1994年終止了WinPDA的開發(fā)工作。后者有Apple公司的NewtonIntelligence、Geowork公司的GEOS、GeneralMagic公司的MagicCap及Co公司的PenPoint。

采用與PC機兼容的操作系統(tǒng)反映了PDA是PC機的伙伴這一伴這一思想。這種做法的好處是：在一定程度上可與臺式PC兼容，并使原來對PC機比較熟悉的用戶能很快地掌握PDA的使用方法。但由于PDA與PC機在許多方面都有很大的區(qū)別，而僅操作系統(tǒng)相同并不能使PC機上的軟件直接在PDA上運行。因此，在PDA上采用PC機的操作系統(tǒng)并不一定是個好的想法。Microsoft公司試圖在PDA上推行WinPDA的努力沒有獲得成功，在一定程度上說明了這一問題。專門為PDA開發(fā)的操作系統(tǒng)有兩個顯著特點：

（1）文件系統(tǒng)通常采用面向對象的組織結構。NewtonIntelligence的文件系統(tǒng)就是一個典型的例子。像OLE和OpenDoc一樣，它將文件系統(tǒng)的結構從以操作為中心改為以數(shù)據(jù)為中心。NewtonIntelligence系統(tǒng)所管理的數(shù)據(jù)被存儲在一個個的構架（Frame）之中，每個構架由多個槽（Slots）組成。每個槽之中所包含的內(nèi)容可以是數(shù)據(jù)、操縱數(shù)據(jù)的命令或其它的構架。

（2）與其它種類的操作系統(tǒng)相比模塊化程度更高。一個典型的例子是GEOS。它將基本核心與用戶接口分開，并支持兩種接口。一種是通用接口，該接口為所有的GEOS應用程序所共有；另一種是專用接口，由開發(fā)人員自行設置。這兩種接口之間的信息分離和傳遞由一個中間的抽象層負責實現(xiàn)。

CPU芯片

PDA的CPU芯片可分為三代。第一代芯片用于最早出現(xiàn)的PDA上。它們包括ARM公司的ARM610和ATT公司的Hobbit92010。ARM610被用于Apple公司的'NewtonMessagePad'上。Hobbit92010被用在EO的EO440和EO880上。它們兩者都是RISC結構的32位芯片。第二代芯片有Hitachi公司的SH700系列、NEC公司的V800系列、Intel公司與VLSI公司的Polar系列、Motorola公司的68349和AMD公司的AM386SC。ATT公司繼Hobbit92010之后推出的Hobbit92020及ARM公司的ARM710也屬這一代。SH700、V800和Polar是32位的RISC芯片，68349和AM386SC是CISC結構的芯片。1995年以后推出的芯片為第三代芯片，這一代芯片主要有IBM公司與Motorola公司的PowerPC602、PowerPC603e以及DEC公司與ARM公司的StrongARM。它們采用的都是RISC結構。

PDA的CPU芯片無論屬于哪一代，都明顯不同于微型機的CPU芯片。它的特點包括：

價格低：價格一般在25——50美元之間，而不像奔騰芯片那樣需要上百美元。例如，盡管AM386SC的集成度很高，但其價格卻只有50美元（1994年的報價）。

尺寸小：晶片（diearea）尺寸一般為50——100平方毫米。如ARM610的晶片尺寸為71平方毫米，Hobbit92010為92平方毫米，68349為100平方毫米。而奔騰的晶片尺寸為294平方毫米。

工作電壓低：工作電壓多數(shù)為3.3伏。有少數(shù)芯片的工作電壓更低，如V810為2.7伏。

耗電低：多采用CMOS等低功耗的材料做成，因而耗電量很低。如V810的耗電量為100毫瓦，68349的耗電量為300毫瓦。而奔騰的耗電量要達到將近20瓦。另外，PDA的CPU芯片上一般帶有電源管理單元，可以根據(jù)工作需要調(diào)整電能的使用。如可在一定的時候關掉顯示器和某些外部設備的電源。

集成度高：芯片上一般包含多種功能部件。有些CPU芯片甚至只需加上ROM和RAM就可構成一個完整的PDA系統(tǒng)。例如，在Polar芯片上集成的內(nèi)容包括CPU、圖形處理部件、電源管理部件、存儲控制部件和LCD接口等。

EIP（ExecuteInPlace）功能：當時鐘停止后又重新啟動時，不會丟失原有的狀態(tài)，并且ROM中的代碼不必裝入RAM就可直接運行。

通信

目前，PDA對通信功能的支持只限于通過無線通信網(wǎng)傳送E-mail和Fax，由于無線通信網(wǎng)的傳輸速度和軟件功能等原因，要做到可直接存取遠程主機中的數(shù)據(jù)文件還是下一步的目標。影響PDA通信功能的因素主要來自無線通信網(wǎng)、通信部件和通信軟件等3個方面。在美國，目前有4種不同的無線通信網(wǎng)可使用，即：蜂窩電話網(wǎng)。

CDPD（CellularDigitalPacketData）網(wǎng)由ATT、Motorola、BellAllanticMobileSystem、Ngnex、GTE、SouthwesternBell、McCawCellular和Sprint等公司開發(fā)。

RAM網(wǎng)由BellsouthMobileSystem和RAMBroadcasling等公司開發(fā)。

Ardis網(wǎng)由Motorola公司和IBM公司開發(fā)。

另外，最近PCS（PersonalCommunicationSystem）發(fā)展很快，將來有可能取代現(xiàn)有的蜂窩電話網(wǎng)。在有關PCS的標準方面存在著激烈的競爭，日本、美國和歐洲都有各自的打算。日本希望采用他們的PHS（PersonalHandyPhones）作為標準；歐洲力推DECT（DigitalEuropeanCordlessTelephone）；美國則希望采用WACS（WirelessAccessCommunicationSystem）作為標準。

PC卡/插槽為通信部件帶來了福音。所有的通信部件，如modem卡，都可做成一塊PC卡。用戶只要在PDA上插入一塊這樣的PC卡就可與通信網(wǎng)相聯(lián)接。但是，PDA對modem卡提出了更高的技術要求，原有的modem卡多數(shù)都不適應于在移動環(huán)境下工作。在傳送語音時，微小的中斷不是什么大問題，而在傳送E-mail、Fax或數(shù)據(jù)文件時，那怕是極其短暫的傳輸中斷都是不能容忍的。

與通信硬件相比，通信軟件的發(fā)展水平還要滯后些。目前，軟件開發(fā)者不得不為不同的modem開發(fā)出不同的應用軟件。為了提高通信軟件的開發(fā)效率，已有公司推出了一些面向通信的操作系統(tǒng)和用于開發(fā)通信軟件的程序設計語言。前者的代表是GeneralMagic公司的MagicCap，后者的代表是該公司的Telescript語言。

應用軟件開發(fā)環(huán)境與程序設計語言

可能是由于PDA的應用軟件一般由它的生產(chǎn)廠商和第三方完成的原因，目前公開推出的PDA應用軟件開發(fā)環(huán)境與程序設計語言較少。上面所提到的MagicCap操作系統(tǒng)和Telescript語言是其中之一。另一比較典型的例子是Apple公司為NewtonMessagePad開發(fā)的NTK（NewtonToolKit）環(huán)境和NewtonScript語言。NTK環(huán)境由兩部分組成，一部分運行于Mac微型機上，另一部分運行于NewtonMessagePad上，兩部分之間通過串行口相聯(lián)接。NTK是一個圖示化的環(huán)境，它提供了按鈕、菜單等一些可視構件（View），應用程序開發(fā)者利用這些可視構件及直接操縱的方法可生成NewtonMessagePad應用程序。

筆輸入

筆與鼠標是不同的輸入技術。鼠標是一個指針定位設備，它總與顯示屏上光標所指的位置相對應，而筆則不對應于屏幕上的某一位置。用戶通過筆所輸入的內(nèi)容可分為筆跡和標志（Gesture）兩種。筆跡對應于字符串或圖像，字符串通常被識別為對應的ASCⅡ碼，而標志則表示用戶發(fā)出的命令。比如在一個對象上畫√可表示其被選中，而畫×則表示刪除這個對象。一些PDA為了避免識別手寫體字符所帶來的麻煩，引入了一個新的數(shù)據(jù)類型DataInk。在很多場合下，用戶輸入的筆跡可作為DataInk類型的數(shù)據(jù)儲存起來，而不一定要把它們轉換成正文字符。在DataInk類型的變量之中，除筆跡的位圖信息之外，還保存有書寫時間、書寫時筆對屏幕的壓力和筆的角度等一些附加信息。為了促進筆輸入技術的發(fā)展，有關人士提出了一個專門用于描述筆跡的工業(yè)標準Jot。

PC卡

PC卡也叫PCMCIA卡。PCMCIA是個人計算機存儲卡國際標準協(xié)會（PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation）所制定的一個標準。它規(guī)定了PC卡與PC卡插槽之間的連接方法。PCMCIA標準除支持RAM卡和ROM卡之外，還支持modem卡、網(wǎng)絡卡和I/O接口卡。按照個人計算機存儲卡國際標準協(xié)會的規(guī)定，PC卡共有三種不同的類型。這三種PC卡的長度均為85.6mm，寬度為54mm，并且都有68個插孔。它們?nèi)叩牟煌幵谟谄浜穸群蛯宀鄣某叽纭?型PC卡的厚度為3.3mm，RAM卡和ROM卡通常是1型卡；2型為5.5mm，modem卡和I/O接口卡通常是2型卡；3型為10.5mm，一些專用的PC卡通常是3型卡。PC卡的插槽也分為三種類型。1型PC卡插槽支持1型PC卡；2型PC卡插槽支持1型和2型PC卡；3型PC卡插槽支持1型、2型和3型PC卡。

FlashRAM

FlashRAM是一種最有希望在PDA上廣泛使用的海量存儲裝置。它通常以PC卡的形式出現(xiàn)。FlashRAM有三個主要的特點，即：非易失；存儲量大，可達80M左右；需分塊讀寫。

電池

PDA因其尺寸和價格的限制，沒有像某些移動計算設備那樣使用帶有微處理器的智能化電池，使用的仍舊是堿電池、鎳鎘電池和鋰離子電池等普通的化學電池。5號和7號堿電池是在PDA上使用最廣泛的電池，其能量密度居中，介于鎳鎘電池和鋰離子電池之間。鎳鎘電池是一種使用較早的充電電池，但它的能量密度不太高，且記憶效應明顯。也就是說，在使用過程中，如多次不完全放電，則將出現(xiàn)電池中的電能在耗盡之前，電壓就開始下降的問題。鋰離子電池的能量密度高于鎳鎘電池和堿電池，且無記憶效應，但過度充電和放電會對它造成損害。

LCD

作為顯示器的LCD是PDA中最貴的部件，其價位約在30美元左右。目前，供PDA使用的LCD在整個LCD產(chǎn)業(yè)中已占有一定的份額，據(jù)估計約在10%左右。針對PDA的特點，已有部分生產(chǎn)廠商開始研究和開發(fā)可滿足其特殊需要的LCD。這部分LCD有以下一些特點：

尺寸?。杭s為4——5英寸。

厚度?。核鼈兌嗖捎帽⌒筒ＡО搴蚑AB（TapeAutomatedbonding）組裝技術。

耗電低。