隨著3G網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模部署和4G網(wǎng)絡(luò)的逐步部署，支持數(shù)據(jù)終端的傳輸速率越來越高，4G網(wǎng)絡(luò)下行數(shù)據(jù)速率已經(jīng)高達150MB／s以上，因此要求終端芯片處理速率越來越高同時數(shù)據(jù)處理速率的提高也增大了終端功耗的壓力，數(shù)據(jù)卡主要的產(chǎn)品形式的接口為USB接口，而USB2．0接口的最大功耗限制在5 V，500 mA時，已難以滿足數(shù)據(jù)卡對功耗的要求。另外，由于功耗的增大導(dǎo)致發(fā)熱的問題，嚴重影響了用戶體驗和產(chǎn)品的使用壽命。因此低功耗設(shè)計對于數(shù)據(jù)卡的產(chǎn)品設(shè)計是必要的。
1 主流雙模數(shù)據(jù)卡的技術(shù)解決方案
目前市場上銷售的雙模數(shù)據(jù)卡解決方案要用兩個制式的終端解決方案平臺，由于終端平臺芯片廠商的產(chǎn)品有所側(cè)重，而不會去支持所有的技術(shù)平臺，因此像高通有很多款基于CDMA的數(shù)據(jù)卡終端芯片，但是沒有WiMax的終端芯片產(chǎn)品。因此需要整合各廠家的平臺去支持雙模卡產(chǎn)品的設(shè)計。由于是整合不同廠家的平臺，還要兼顧產(chǎn)品的開發(fā)周期，因此一些硬件和軟件上的設(shè)計,可能被忽略而導(dǎo)致設(shè)計方案不是最優(yōu)的。下面通過兩種雙模數(shù)據(jù)卡的設(shè)計方案，分析其優(yōu)缺點。
1．1 主流雙模數(shù)據(jù)卡方案1
該方案的技術(shù)優(yōu)點主要是整合兩個平臺的難度較低，開發(fā)周期較短，市面上的雙模數(shù)據(jù)卡較多采用該方案，但是該方案有明顯的缺點。
(1)雙模之間的切換較慢，因為切換策略要綜合考量兩個平臺測量到的網(wǎng)絡(luò)信息，兩個平臺之間沒有辦法通信，只能通過USB HUB送到主機，需由主機的高層軟件來控制兩個平臺之間的切換。
(2)增加了一個HUB，導(dǎo)致系統(tǒng)的功耗增加了約100 mA／5 V的功耗。對于USB2．0要求的功耗500 mA／5 V范圍，很多單平臺的數(shù)據(jù)卡類產(chǎn)品的功耗已經(jīng)接近該功耗數(shù)據(jù)的上限，因此功耗的增加已經(jīng)是一個很大的開銷，同時又增加了成本。
1．2 主流雙模數(shù)據(jù)卡方案2
該方案的技術(shù)優(yōu)點是省去了一個HUB，降低了成本，同時切換的速率也會提高，但是該方案也有一個缺點，就是功耗。
(1)由于WiMax基帶芯片和EVDO的基帶芯片不是同一個終端芯片廠家的，在處理的性能上兩個模塊不會有整合，導(dǎo)致CPU資源浪費嚴重，當WiMax制式工作時，EVDO芯片的CPU由于要處理從SDIO芯片送過來的數(shù)據(jù)包，EVDO的基帶處理器也會工作，兩個基帶處理器同時工作必然會導(dǎo)致功耗的增加。
(2)由于要整合兩個芯片的軟硬件資源，必須要協(xié)調(diào)兩個終端芯片廠家的合作，必然導(dǎo)致開發(fā)周期的延長。
2 提出一種低功耗雙模數(shù)據(jù)卡的技術(shù)解決方案
在總結(jié)上述兩個方案的基礎(chǔ)上，提出了一種折中的技術(shù)方案，該方案在增加系統(tǒng)硬件成本的同時，降低了系統(tǒng)的整體功耗，提高了切換時間，縮短了軟件開發(fā)的周期。
該方案新增了一個USB Switch，Switch的成本相對于USB HUB較低，同時它的功耗可以忽略不計。該方案有以下優(yōu)點：
(1)USB Switch的功耗可以忽略不計。
(2)UART接口傳輸一些很小數(shù)據(jù)量的控制和狀態(tài)信息，不涉及高層的軟件修改。
(3)快速切換和低功耗模式。
2．1 雙模雙待的技術(shù)實現(xiàn)流程
(1)初始上電保持由GPIO控制USB Swithch確保EVDO基帶芯片和主機的通信，WiMax基帶芯片不和主機通信但是定時做射頻信號的測量，并通過UART信號送到EVDO基帶芯片。
(2)EVDO的基帶芯片根據(jù)一定的策略計算由哪張網(wǎng)絡(luò)為用戶提供服務(wù)。
1)如果由EVDO提供服務(wù)，則WiMax進入待機模式，定時醒來進行網(wǎng)絡(luò)信號測量，并通過UART把網(wǎng)絡(luò)信號信息送到EVDO處理器，根據(jù)策略如果發(fā)現(xiàn)需要切換到WiMax網(wǎng)絡(luò)，則EVDO通過GPIO控制USBSwitch關(guān)閉自己與主機的通信，改由WiMax基帶芯片于主機通信。EVDO進入待機模式，并定時醒來進行信號測量并把網(wǎng)絡(luò)信號傳遞給WiMax基帶處理器。
2)如果由WiMax提供服務(wù)，則EVDO通過GPIO控制USB Switch關(guān)閉與主機的通信，改由WiMax基帶芯片于主機通信。EVDO進入待機模式，并定時進行信號測量并把網(wǎng)絡(luò)信號傳遞給WiMax基帶處理器，并由WiMax基帶處理器根據(jù)切換的策略來決定為用戶提供服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。如果需要切換到EVDO，執(zhí)行相同的操作。
2．2 軟硬件技術(shù)可行性分析
(1)硬件方面。
硬件方面的主要障礙是USB通信通道由當前平臺切換到另一個平臺的時間。如果切換時間過長，就有可能影響用戶的通信。當切換事件發(fā)生時，USB數(shù)據(jù)通路會與當前平臺斷開而與另一個平臺建立通信，建立通信時需要通信平臺向主機進行枚舉設(shè)備和主機給相應(yīng)的平臺加載驅(qū)動程序。USB的枚舉時間和加載驅(qū)動時間可以控制在ms級。因此帶來切換時間的增加是可以接受的。在切換時間內(nèi)用戶的語音通信可能會有延時，但影響較小。由于WiMax網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍很廣，在寬闊的區(qū)域可以達到30 km，因此對于用戶網(wǎng)絡(luò)之間的切換不常發(fā)生。
(2)軟件方面。
相對于方案1，軟件方面要增加的主要工作量是通過UART(串行通信接口)進行少量的網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞交換，信息的交換可以通過簡單的底層通信協(xié)議完成。在驅(qū)動程序?qū)用婵梢酝瓿稍摴δ埽粫婕暗礁邔訁f(xié)議軟件的修改，因此在軟件上實現(xiàn)該功能還是比較容易的，不會增加開發(fā)難度和周期。軟件方面的主要工作就是協(xié)調(diào)兩個平臺廠商進行兩個通信協(xié)議信息的定義和UART驅(qū)動程序修改。
3 結(jié)束語
文中提出的雙模雙待數(shù)據(jù)卡新的解決方案，在降低系統(tǒng)成本的同時，又降低了功耗，增加了用戶的體驗，是一種理想的雙模雙待數(shù)據(jù)卡類產(chǎn)品解決方案。