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、地圖等數據庫檢索和圖形用戶界面的需要外，還要求具有像數字通信、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處理器絕大多數為日立的SH3或以MIPS公司（現被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。

　　數據存儲

　　由于HPC沒有硬盤作為外部存儲器，所有軟件和數據都放在內存里，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據。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。

　　數據通信

　　靈活、強大的通信能力彌補了狹小機盒對HPC的限制，與臺式微機的數據同步更新更是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HPC跟PC以及HPC之間的本地聯絡，可完成數據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，系統只需外加一個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、以太網和數字攝像頭等專用卡設備。由于WindowsCE2.0操作系統和其要求的內存大小均會發(fā)生變化，有必要考慮系統的升級可能，可裝卸式內存卡可以保護自己和用戶的投資。同時，當操作系統和基本軟件變化不大時系統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據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，我們在硬件上主要應考慮的是為系統配備足夠的MaskROM或FlashMemory。除了中文操作系統所占的存儲空間外，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據庫留出空間。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，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SmartPhone和VideoPhone通信以及數字媒體的編碼存儲。

　　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