目前主流平板电脑技术分析

随着平板电脑市场的崛起，大量以平板电脑或嵌入式平台为硬件基础的电子书包方案也随之出现。目前，大部分山寨厂和教育电子厂商推出的所谓电子书包产品大都采用硬件规格较低平板电脑作为其硬件基础，其上运行的应用软件基本脱胎于早期学习机和电子词典，这类电子书包产品大都只能离线使用或拥有有限的上网功能，基本上可以看做是性能更高、屏幕更大、交互更友好的学习机产品。但也有一些电子产品生产厂商采用硬件规格较高的平板电脑作为其硬件基础推出电子书包方案，这类方案一般可以上网，有良好的音视频解码能力，支持flash播放，预装大量经过归类整理后的音视频教学内容。

目前以电子书包、学生电脑、电子课堂等为名称推出的产品很多，各产品的外观、用户界面和应用软件五花八门，让人眼花缭乱。但无论这类产品有多少，看起来有多复杂，它们所采用的硬件平台还是有限的，可整理的。它们绝大多数都是arm架构的，下面让我们按照技术出现的先后顺序逐一整理，一般来讲，先出现的技术都是成本较低和较稳定的：

ARMv5架构

ARMv5架构的代表核心是ARM9核心。

ARM9核心拥有成熟的生产技术，较小的核心面积带来较低的成本，大约提供约1.1DMIPS/MHz 的性能。该核心相对比较省电，但难以冲击更高的频率，因此整体效能有限。

ARM9核心的代表方案有：威盛WM8505/WM8505+、瑞芯微RK2808、瑞芯微RK2818等

1、威盛WM8505/WM8505+

威盛VIAWM8505方案采用ARM9核心，基于65nm制作工艺，频率达到300MHz。搭配

DDR2128MBRAM。威盛WM8505+是超频到400MHz的方案，也有厂商虚标到533MHz。搭配

256MBDDR2内存。威盛WM8505/WM8505+是最廉价的Android方案之一，搭配Android1.6系统。该方案只支持JPEG硬解，无3D加速技术。WM8505+作为WM8505的超频版本，发热量较大。这两种方案的视频能力都很弱，无法当做MP4使用，高清能力更是可想而知。

2、瑞芯微RK2808方案

瑞芯微RK2808方案采用ARM9核心，基于65nm制作工艺，频率为600MHz，搭配128MBSDRAM 内存，支持Android1.5系统，无3D加速技术。瑞芯微RK2808拥有550MHz的CevaMM2000独立DSP 硬解码器。它的特点是能够硬解RV、H.264、VC-1、H.263、MPEG4等编码格式，最高支持到720P，其中H.264只能到2Mbps的码率，VC-1只能保证480p流畅。瑞芯微RK2808是上市较早的芯片方案之一，600MHz的ARM9核心性能偏弱，但是瑞芯微在系统的优化上做的不错，搭配Android1.5系统比较稳定流畅，对于普通网页浏览来说问题不大，但是遇到图片稍多的网页时，拖动过程中就会有阻塞感。

瑞芯微RK2808采用SDRAM内存，比起DDR2内存要差一些。另外它最高支持128MBRAM的特性也决定了它很难支持Android2.0以上的系统，此外，无3D加速技术也注定了与Android2.x的动态桌面和华丽特效无缘，也无法运行需要3D加速技术的游戏。

3、瑞芯微RK2818

瑞芯微RK2818方案采用ARM9核心，基于65nm制作工艺，频率为624MHz，搭配256MDDR2内存，同时配备了600MHz的CevaMM2000独立DSP硬解码器。该方案支持Android2.x系统，并且在电容屏产品上可实现多点触摸功能。瑞芯微RK2818支持RV、H.264、VC-1、H.263、MPEG4等编码格式，最高支持到720P。相同的DSP解码器注定了RK2818的视频能力与前代RK2808完全一样，不禁让人有些失望。瑞芯微RK2818的3D部分使用的AndroidPixelflinger渲染器，这是一个软件渲染器，通过ARM核心来软件渲染3D画面，因此速度上会比较慢，只能玩一些简单的3D游戏，对于复杂的3D 游戏来说仅仅个位数的帧率成绩，实在没有什么实用性。

瑞芯微RK2818改进了内存控制器，支持DDR2颗粒，因此性能上会有一定程度的提升，加上内存容量增加明显，因此瑞芯微RK2818在系统响应，网页浏览和文档阅读性能都有明显的提升。

瑞芯微RK2818通过了Adobe的PDF认证，使用自带的阅读器阅读PDF文件时速度很快，只是功能稍显单调。另外RK2818的DSP具有可编程性，经过进一步开发可支持3D视频、人脸识别等功能，亮点增加。虽然瑞芯微RK2818在视频和游戏方面提升不是很明显，但由于扩大了内存容量，在上网以及阅读等体验上，相比RK2808有了不小的进步。

ARMv6架构阵营

ARMv6架构的代表核心是ARM11核心。

ARM11核心系列微处理器是ARM公司近年推出的新一代RISC处理器，它是ARM新指令架构——ARMv6的第一代设计实现。ARMv6，发布于2001年10月，它建立于过去十年ARM许多成功的结构体系基础上。

ARM11同样是一款非常经典的核心设计，它能提供约1.2DMIPS/MHz的性能。加长的管线可以冲击更高的频率（1GHz），相比采用ARMv4架构的ARM9有着更强的性能，不过与此同时功耗的增加也比较显著。

ARM11核心的代表方案有：TelechipsTCC8902、盈方微IMAPX200

1、TelechipsTCC8902

Telechips是韩国的一家芯片研发公司。TelechipsTCC8902方案采用ARM11核心，基于65nm制作工艺，频率达到650MHz–800MHz。搭配256MBDDR2内存。该方案支持Android2.x系统。TelechipsTCC8902拥有独立的视频子系统：ARMMali-VE6，基于硬解解码方式，可支持RV，H.264，VC-1，H.263，MPEG4等视频格式，最高达到1080P，且能保证1080P流畅播放。TelechipsTCC8902拥有―ARMMali-200‖3D加速渲染器，支持OPENGLES2.0/1.1，OPENVG。TelechipsTCC8902支持Android2.x 系统，性能处于主流水平，能够应付大部分应用。TCC8902虽然拥有3D加速技术，但由于驱动不够完善，未能将―ARMMali-200‖的实力发挥出来。视频播放是TCC8902的强项，TCC8902支持多格式的1080P，也真正做到了1080p流畅播放。浏览网页时，ARM11的处理能力对于带有图片的复杂网页依旧不够，拖动并不流畅。

2、盈方微IMAPX200

盈方微IMAPX200方案采用ARM11核心，基于65nm制作工艺，频率达到了1GHz。搭配

256MBDDR2内存。该方案支持Android2.x系统。盈方微IMAPX200拥有独立的On2Hantro8190视频子系统，该系统基于硬解解码方式，可支持RV，H.264，VC-1，H.263，MPEG4，VP6等视频格式，最高达到1080P。盈方微IMAPX200拥有―VIVANTEGC600‖3D加速渲染器，该渲染器采用统一的IMR渲染架构，支持OPENGLES2.0/1.1、OPENVG。

盈方微IMAPX200产品上市时间较晚，系统驱动还不是很完善。在播放1080P高清视频时会有掉帧现象。另外，盈方微IMAPX200整体功耗偏大，散热效果较为一般。

嵌入式学习机一般采用以上两种，较低端的一般采用arm9架构，这类产品本身不能上网，资料下载和更新需要通过电脑完成，这类产品一般屏幕教学，内置的学习资料以文字和音频为主，即使有一些视频资料，显示效果也很差，分辨率也很低，价格在1000元以内的彩屏学习机多是这种架构；相对高端一些的，用arm11架构的，如好记星、诺亚舟、步步高等品牌最近上市的所谓学习电脑或平板学生电脑，这类产品有些勉强能够上网，但网络响应很慢，基本无

法忍受，所以厂家一般不宣传，或者不做这部分功能，这类产品的特点是多媒体能力相对强大，一般都支持多种格式的视频播放，内置大量视频学习资料，售价一般在1500元以上。

ARMv7架构阵营

ARMv7架构的代表核心是Cortex指令集系列核心，而Cortex指令集系列核心又可分为：高通Scorpion核心、CortexA8核心、三星Hummingbird核心、CortexA9核心。

一、高通Scorpion核心：

高通Scorpion核心的代表方案有很多，主要出现在手机产品中。在平板产品中也有所应用，如戴尔Mini5（Streak）。戴尔Mini5（Streak）的芯片组方案为高通SnapdragonQSD8250。

SnapdragonQSD8250芯片组采用1GHzScorpion核心，基于65nm制作工艺，搭配256/512MmDDR 内存，支持Android2.x操作系统。SnapdragonQSD8250拥有独立的视频子系统：高通QDSP6000。支持720PH.264视频，实际应用中只有480PH.264流畅，通过软件解码能勉强支持480P多格式流畅。SnapdragonQSD8250拥有―Adreno200（AMDZ430)‖3D加速渲染器，该渲染。

高通SnapdragonQSD8250是最早面世的1GHz芯片之一，性能较为强劲，系统非常流畅，浏览网页等应用完全不在话下。该芯片集成的Adreno200并不是很强大，不过在游戏方面表现还算不错。视频方面，高通SnapdragonQSD8250表现不是很出色，最高支持到720P，但实际只能保证480P流畅，不过当遇到高码率的片段时依然会出现掉帧甚至卡顿现象。另外，高通的芯片掌握在自家手中，专利费较贵，因此使用该方案的产品价格也不算便宜。

二、Cortex-A8核心：

ARMCortex-A8处理器是第一款基于ARMv7架构的应用处理器。Cortex-A8处理器的速率可以在600MHz到超过1GHz的范围内调节，性能大概是同频率ARM11的2-3倍。Cortex-A8标配Neon单元，通过SIMD指令集大大加强浮点性能，可以实现不少DSP的功能。相对高昂的授权费用和较大的核心面积，使得Cortex-A8SOC的成本相对较高，作为定位中高端的产品出现。

Cortex-A8核心的代表处理器方案有：德州仪器OMAP3430/3530、德州仪器OMAP3630/3640、飞思卡尔i.MX515等

1、德州仪器OMAP3430/3530

德州仪器OMAP3430/3530采用A8核心，基于65nm制作工艺，频率达到了550–720MHz，搭配256MmDDR内存，支持Android2.x操作系统。德州仪器OMAP3430/3530搭载基于C64x+DSP的IVA2+视频子系统，频率为430mHz。DSPC64x+表现较为强劲，不过只有爱可视对它进行了进一步开发，表现还算不错，勉强支持720P。对于其他厂商，只能像高通的QSD8250一样，通过软件解码并配合处理器超频以后，能够勉强支持多格式480P视频流畅播放，高码率时依然会有掉帧和卡顿现象。德州仪器OMAP3430/3530拥有―PowerVRSGX530‖3D加速渲染器，该渲染器采用统一的TBR渲染架构，支持OPENGLES2.0/1.1，OPENVG。PowerVRSGX530的整体表现不错，它的实际表现比高通的Adreno200更加出色。

德州仪器OMAP3430/3530是一款经典的处理器芯片，在OMAP3430超频至800MHz时能达到1GHz 的SnapdragonQSD8250的水平。不过同频下它比Snapdragon要耗电，1GHz的Snapdragon的Scorpion 核心耗电与600MHz的TICortex-A8接近。总体来说各有所长各有所短。

2、德州仪器OMAP3630/3640

德州仪器OMAP3630/3640同样采用A8核心，基于45nm制作工艺，频率达到了1GHz–1.2GHz，搭配256MDDR2内存，支持Android2.x操作系统。与OMAP3430/3530相同，德州仪器OMAP3630/3640依然采用了基于C64x+DSP的IV A2+视频子系统，频率为430mHz。DSPC64x+表现较为强劲，不过只有爱可视对它进行了进一步开发，表现还算不错，勉强支持720P。对于其他厂商，只能像高通的QSD8250一样，通过软件解码并配合处理器超频以后，能够勉强支持多格式480P视频流畅播放，高码率时依然会有掉帧和卡顿现象。德州仪器OMAP3630/3640搭载―PowerVRSGX530‖3D加速渲染器，该渲染器采用统一的TBR渲染架构，支持OPENGLES2.0/1.1，OPENVG。

德州仪器OMAP3630/3640采用45nm制作工艺，频率有了很大提升，性能进一步加强，由于采用了全新的DDR2内存，它的3D性能也得以完全释放，理论性能达到了前作OMAP3430的2倍。

3、飞思卡尔i.MX515

飞思卡尔半导体（原摩托罗拉半导体部）是全球领先的半导体公司，为规模庞大、增长迅速的市场提供嵌入式处理产品和连接产品。

飞思卡尔i.MX515采用A8核心，基于65nm制作工艺，频率达到了800MHz/1GHz，搭配

256/512MDDR2内存，支持Android2.2操作系统。飞思卡尔i.MX515拥有独立的硬解视频子系统，支持H.264，VC-1,MPEG4，RV等多格式视频格式，最高到720P。飞思卡尔i.MX515和高通SnapdragonQSD8250一样，拥有―Adreno200（AMDZ430)‖3D加速渲染器，该渲染器采用统一的IMR渲染架构，支持OPENGLES2.0/1.1，OPENVG。

飞思卡尔i.MX515是最近呼声颇高的芯片之一，它采用了Cortex-A8内核，具有与高通Snapdragon 类似的性能，网络浏览、文档阅读等日常应用自然不在话下。由于采用DDR2内存，获得了更大的带宽，3D性能有了进一步提升。视频方面，对于RM、RMVB格式，只能通过软解实现，但多格式的720P解码能力还是值得期待。

三、三星Hummingbird核心：

三星Hummingbird核心是三星联合苹果在Cortex-A8的基础上，经过一系列的改进而得到的一种

―Cortex-A8加强版‖核心，因为修改后的核心运行更快，并且集成了全新的GPU核心，3D性能得到全面增强。

Hummingbird核心的代表处理器方案有：三星S5PC110/S5PV210、苹果A4

1、三星S5PC110/S5PV210

三星S5PC110/S5PV210采用优化的Cortex-A8核心（即Hummingbird核心），基于全新45nm制作工艺，频率达到了1GHz，并内置512KL2缓存，搭配512MDDR2内存，支持Android2.x操作系统。三星S5PC110/S5PV210拥有独立的硬解视频子系统PowerVRVXD370，支持H.264，VC-1,MPEG4等多格式视频格式，最高到1080P。不过三星S5PC110并不支持RMVB的硬件解码，只能通过软解实现480P。三星S5PC110/S5PV210拥有―PowerVRSGX540‖3D加速渲染器，该渲染器采用统一的TBR渲染架构，支持OPENGLES2.0/1.1，OPENVG。

三星S5PV210和S5PC110的区别在于其封装方式，本质并无太多变化。前者封装尺寸较大，适用于平板和上网本，后者的小尺寸封装适用于手机。

三星S5PC110/S5PV210可以说是目前最强的ARMv7架构芯片之一，它配置了512K的L2缓存，是其他Cortex-A8处理器的两倍，并且加入了强劲的SGX540显示核心，实测性能领先其他Cortex-A8产品1倍以上，游戏性能非常强劲。

2、苹果A4

苹果A4与三星S5PC110的核心布局基本相似，不过苹果在A4上进行了极大程度的优化和定制（这就是当初苹果表示的10亿美元的研发成本），摒弃了iphone4或iPad所不需要的模块，并加大了二级缓存以提高性能。

视频方面，苹果A4将负责视频硬解的VXD370被改成了VXD375，只能通过软解支持720P的H.264MP4格式解码。3D性能上，三星S5PC110的PowerVRSGX540被改成了SGX535，3D性能稍有降低。另外，AppleA4配备了640KB的L2缓存，相比三星S5PC110有所提升。

四、CortexA9核心

Cortex-A9核心是在Cortex-A8的基础上进行改进得到，Cortex-A9处理器能与其他Cortex系列处理器以及广受欢迎的ARMMPCore技术兼容，效能提升到2.5DMIPS/MHz。同时Cortex-A9处理器普遍采用对称双核心配置，两个相同的核心共享1MB的L2缓存，总体性能达到了Cortex-A8的2倍以上，性能十分强劲。

Cortex-A9多核处理器是首款结合了Cortex应用级架构以及用于可扩展性能的多处理能力的ARM 处理器。值得注意的是，在Cortex-A9上，Neon单元不再是标准配置。厂商可以选择传统的VFP单元以换取功耗和核心面积的优化。

Cortex-A9核心的代表处理器方案有：NVidiaTegra2

NVidiaTegra2

NVidiaTegra2采用Cortex-A9双核心设计，基于全新40nm制作工艺，频率达到了1GHz，搭配512M/1GDDR2内存，支持Android2.2以上操作系统。NVidiaTegra2拥有独立的硬解视频子系统，支持H.264，VC-1,MPEG4等多格式视频格式，最高到1080P。NVidiaTegra2没有提供对RMVB的支持，不过估计依靠双核A9进行软解视频应该问题不大。NVidiaTegra2拥有―GeForceULV‖3D加速渲染器，支持OPENGLES2.0/1.1，OPENVG。由于32bitDDR2内存所能提供的内存带宽有限，一定程度上限制了NVidiaTegra2内置图形核心的发挥，因此它与Hummingbird的SGX540基本处于同一水准的效能上。尽管如此，其3D性能还是处于量产SOC中的顶尖水平。

NVidiaTegra2采用Cortex-A9双核心，几乎达到了Cortex-A8的2倍性能，面对任何Android应用基本都没有问题。另外Tegra2集成了专门的音频解码模块，以最大限度地解放ARM，降低功耗。内置一个ARM7用于全芯片的功耗管理。

总体看来，NVidiaTegra2当属现今平板电脑界的―SOC‖之王。

嵌入式平板电脑一般采用以上两种架构，价格在3000元以上的一般采用cortexA8核心架构，价格在5000元以上的大多采用cortexA9核心架构；苹果采用的就是cortexA8核心的架构，国外和国内的一些高端学校也有采用苹果ipad做所谓电子书包的例子；国内有一些山寨厂，采用cortexA8核心（如三星和德仪）的芯片，采用andrid2.x系统，内置一些学习功能，把产品包装成学生平板电脑甚至电子书包推向市场，这类产品一般不会提供系统、完善的学习资料更新和下载服务，一般是盗版或低价搜罗一些视频课件，进行简单分类后提供给用户。

总结：

虽然arm和andrid的发展速度惊人，如以NVidiaTegra2为代表的Cortex-A9双核心架构，其综合性能已超越了ipad2。但无论是ipad还是NVidiaTegra2，都是嵌入式平台，主要是为手持设备设计的。嵌入式平台平板电脑虽然有便携、省电、人机交互方便等优势，但从综合性能来看，嵌入式平台平板电脑的还是无法与PC和笔记本相比的，如难以运行大规模数据库和大规模应用程序，输入不方便，网络响应速度慢等。但随着技术的飞速发展，这些问题都将一一被解决：

一、随着嵌入式技术的飞速发展，软硬件平台的更新换代的周期已由过去的一两年缩短到现在的不到半年。Cortex-A9四核心、八核心架构SOC的出现和Andrid3.x技术的逐渐成熟以及ipad的迅猛发展使所有人都相信：以嵌入式平台为基础的平板电脑在综合性能上达到或超越以X86架构为核心的笔记本电脑只是时间问题，而其带来用户体验则是X86架构永远无法超越的。

二、宽带的普及和无线接入的迅速推广，使网络接入条件越来越好，带宽越来越高，平板电脑普及所必须的网络条件日趋成熟。

三、浏览器技术和标准的飞速发展，如HTML5技术的逐渐成熟和广泛应用，使得大部分运算和存储的功能转移至服务器或云计算平台，平板电脑作为终端，只需要专注于内容展现、人机交互、互联网连接即可。

综上所述，无论是从硬件技术本身，还是外部条件的支持，嵌入式平台平板电脑的未来都是乐观和可预期的。乐观估计，以嵌入式平台平板电脑作为电子书包硬件终端的解决方案被广泛应用，最短可能只需要1、2年的时间。