HPC

　　關鍵技術

　　運算處理

　　運行WindowsCE要求特定系列的32位處理器，除了基本信息處理功能，如個人信息管理（PIM）、計算器、電子字典、地圖等數(shù)據(jù)庫檢索和圖形用戶界面的需要外，還要求具有像數(shù)字通信、手寫識別、人工智能、語言輸入等較高信息處理要求的計算能力。例如，V.34的軟件Modem約要花費15MIPS(百萬條指令/秒)運算、語音壓縮需用20MIPS的計算。為嵌入式應用設計的處理器受芯片體積和功耗的限制，多采用精簡指令結構(RISC），不僅簡化了芯片結構，同時使芯片的性能得到了很大提高。日立公司新近推出的SH4處理器主頻已達200MHz，運算速度為360MIPS。目前，用于HPC的32位RISC處理器絕大多數(shù)為日立的SH3或以MIPS公司（現(xiàn)被SGI收購）的R3000為核心的芯片（如Philips的PR31700、NEC的VR4101等），盡管WindowsCE2.0版本開始支持Intel的x86、Motorola的PowerPC以及DEC的ARM處理器，但市場的占有量還很小，缺乏豐富的商品軟件。

　　數(shù)據(jù)存儲

　　由于HPC沒有硬盤作為外部存儲器，所有軟件和數(shù)據(jù)都放在內存里，對RAM及ROM的容量有較大的要求。WindowsCE2.0的最小配置是2MBRAM和4MBROM；中文WindowsCE出來以后，需要的ROM會更大，如再加上自己開發(fā)的中文信息輸入輸出程序，至少需8Mb容量的ROM。MaskROM和FlashMemory(閃存)是兩種選擇，前者大規(guī)模生產時成本會很低，后者可在線更新。Intel采用創(chuàng)新的多比特存儲單元技術生產出了單片64兆比特（Mbit）的Flash存儲器，美國的AMD和日本的東芝公司也都生產出了適合電池驅動的32Mbit的Flash芯片。

　　輸入輸出

　　HPC的輸入形式包括筆（Stylus）、語音、按鍵和鍵盤。筆輸入是在壓敏式觸摸屏（Touchscreen）上進行的，為最主要的輸入形式。語音輸入有兩種使用目的，一是作話語錄音，另一用途是對語音進行識別，用作文字或命令輸入。按鍵的設置是為了一鍵獲取信息，方便非專業(yè)用戶的使用。鍵盤是傳統(tǒng)的計算機輸入設備，特別適合外文字母型文字的輸入，也是臺式機專業(yè)用戶習慣了的錄入形式。隨著HPC日趨掌上化以及聯(lián)機字符識別的成熟，這種輸入方式已不是必不可缺的了，有可能被筆輸入和虛擬（軟件）鍵盤所取代。

　　HPC的輸出有LCD顯示和語音兩種，分別對應人的視覺和聽覺。屏幕尺寸為1/2VGA的640×240點陣和1/4VGA的240×320點陣，顯示GUI環(huán)境下的文字和圖形數(shù)據(jù)。LCD有單色、灰度和彩色三種，價格由低到高，單色LCD常用2－bit4級灰度，彩色LCD最多是8－bit256種顏色。語音輸出不僅能重放錄入的聲音信號，還能輸出由文本合成的語音，提供語音校對和語言學習功能。另外，自動音頻撥號，鬧鐘時間提示也是語音輸出能完成的基本應用。

　　數(shù)據(jù)通信

　　靈活、強大的通信能力彌補了狹小機盒對HPC的限制，與臺式微機的數(shù)據(jù)同步更新更是HPC區(qū)別于以前的PDA的顯著特征之一。采用RS232標準串口和IrDA紅外接口可以實現(xiàn)HPC跟PC以及HPC之間的本地聯(lián)絡，可完成數(shù)據(jù)同步與交換和程序裝載與升級。與Internet和遠端計算機的通信以及E－mail的傳輸建立在一個33.6kbps的V.34Modem的基礎上，畢竟模擬電話線還是目前最普及的通信基礎設施。Modem的信道編解碼和糾錯計算可以由主處理器通過軟件實現(xiàn)，系統(tǒng)只需外加一個V.34的模擬前端接口芯片即可，消除了以前基于PCMCIA的Modem使用時電流過大（約600mA）的問題。除此之外，還可配置自適應紅外功能，對多種不同家電實施遙控。

　　系統(tǒng)擴展與升級

　　PCMCIA是WindowsCE的標準擴充接口，可用它插接CompactFlash儲存卡、以太網(wǎng)和數(shù)字攝像頭等專用卡設備。由于WindowsCE2.0操作系統(tǒng)和其要求的內存大小均會發(fā)生變化，有必要考慮系統(tǒng)的升級可能，可裝卸式內存卡可以保護自己和用戶的投資。同時，當操作系統(tǒng)和基本軟件變化不大時系統(tǒng)還應該能夠采用在線升級的辦法進行更新。

　　功耗控制

　　作為電池驅動的手持設備，HPC上電后處在運行（Operating）、睡眠（Sleep）或待機（Standby）三種狀態(tài)中的某種狀態(tài)，由處理器自己或程序對系統(tǒng)進行調整，最大可能地延長電池的使用時間。選用的器件是為低功耗設備專門制做的，在無訪問時能自動進入Sleep或Standby狀態(tài)，否則必須在電路上作專門的節(jié)電設計。WindowsCE2.0建議在2－bit4灰度320×240LCD顯示下，帶有2MBRAM、2MBROM的HPC用2節(jié)普通五號(AA)堿性電池可提供15～20小時的連續(xù)正常運行，并有可選用的交流電適配器供數(shù)據(jù)交換等高耗電程序運行。

　　中文信息支持

　　美國Microsoft公司已經開發(fā)出中文WindowsCE操作系統(tǒng)，我們在硬件上主要應考慮的是為系統(tǒng)配備足夠的MaskROM或FlashMemory。除了中文操作系統(tǒng)所占的存儲空間外，還要為我們的漢字輸入法、智能手寫輸入法、語音命令識別程序及它們所用數(shù)據(jù)庫留出空間。在輸入接口上，為滿足識別的精度，觸摸屏和語音的A/D轉換器要有較高的分辨率。

　　前景預測

　　綜述

　　2009年12月日立推出了200MHz的64位的SH4處理器，它采用超標量技術，性能達到360MIPS，使很多過去需在臺式機上完成的工作在掌上電腦中也可做到。加上存儲器技術的發(fā)展，如大容量FlashMemory、FerroRAM、RambusRAM等的出現(xiàn)，我們認為，HPC處理器速度的提高能在實時智能接口方面得到進一步的應用。

　　語音和文字的識別

　　精度更高，反應更快，與用戶的接口會更自然；

　　語音和圖像壓縮

　　采用對運算量需求很大的多媒體壓縮技術，如語音的CELP、圖像的H.263和MPEG4可實現(xiàn)SmartPhone和VideoPhone通信以及數(shù)字媒體的編碼存儲。

　　此外，HPC與無線尋呼、蜂窩電話等通信產品的結合，HPC與掌上電視等消費產品的結合，甚至與便攜式醫(yī)療保健設備的融合，都是未來HPC拓展應用的方向。手持電腦本質上是為個人使用的，并且不受場地和時間的限制，這是電腦從機房走入辦公室，再走入家庭后的又一進步。

　　HPC的處理器目前面積還比較大，電池的使用時間也還較短。Philips在實現(xiàn)小型化和低功耗方面有一定的優(yōu)勢。其新的PR32000處理器為LQFP128封裝，只有14mm×14mm的面積，75MHz運行時工作電流僅有75mA。在數(shù)字家電上的優(yōu)勢有可能使Philips在HPC的多媒體應用上會顯出更強的競爭能力