掌上電腦，又稱為PDA,是PersonalDigitalAssistant的縮寫，字面意思是"個(gè)人數(shù)字助理",用于個(gè)人信息的儲存，應(yīng)用，和管理。 掌上電腦除了用來管理個(gè)人信息（如通訊錄，計(jì)劃等），而且還可以上網(wǎng)瀏覽頁面，收發(fā)Email,甚至還可以當(dāng)作手機(jī)來用外，還具有：錄音機(jī)功能、英漢漢英詞典功能、時(shí)鐘對照功能、提醒功能、休閑娛樂功能、傳真管理功能等等。

　　正如"掌上電腦"這個(gè)名字一樣，它在許多方面和我們的臺式機(jī)相像。比如它同樣有CPU、存儲器、顯示芯片以及操作系統(tǒng)等。并且正如個(gè)人電腦有Mac和Windows陣營之分，PDA也有Palm和PPC之分，其主要區(qū)別就在于操作系統(tǒng)的不同。盡管如此，PDA的功能大體是一樣的，主要可以用來記事、文檔編輯、玩游戲、播放多媒體、通過內(nèi)置或外置無限網(wǎng)卡上網(wǎng)等。并且通過許多第三方軟件，還可以看電子書、圖像處理、外接GPS卡導(dǎo)航等。

　　在我國，掌上電腦的研制受到了相當(dāng)?shù)闹匾暎瑖?63計(jì)劃306主題組于1998年初設(shè)立了"手持計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成與產(chǎn)業(yè)化"重點(diǎn)項(xiàng)目。同年7月，聯(lián)想集團(tuán)推出了國內(nèi)臺基于WindowsCE操作系統(tǒng)的掌上電腦，彌補(bǔ)了國家空白。國內(nèi)目前已有聯(lián)想、海信、桑夏等多家公司在進(jìn)行掌上電腦的研制與生產(chǎn)，基本都可實(shí)現(xiàn)個(gè)人信息管理、手寫輸入、同上瀏覽、數(shù)據(jù)同步、實(shí)用工具等項(xiàng)功能，但與先進(jìn)產(chǎn)品比還有較大的差距。那么，在掌上電腦的研制中，有哪些值得重點(diǎn)關(guān)注和研究的問題呢？筆者結(jié)合正在從事的掌上電腦開發(fā)項(xiàng)目對此做一介紹和探討。

　　掌上電腦所用CPU

　　用于掌上電腦的CPU,要求性能較高（用于手寫識別、上網(wǎng)瀏覽、多媒體播放等，但性能遠(yuǎn)不如臺式機(jī)）、高集成度、低功耗。常上電腦使用的是RISC處理器，這種處理器精簡了指令，在同樣主頻下能執(zhí)行的指令比CISC芯片快得多，也更廉價(jià)。RISC結(jié)構(gòu)體系有兩大主流：Silicon Graphics公司的MIPS技術(shù)，ARM公司的Advanced RISC Machines技術(shù)。此外Hitachi公司也有自己的一套RISC技術(shù)SuperH.為了充分縮小掌上電腦的尺寸，廠商還把少量存儲器和部分I/O端口也一并集成到芯片中。這些端口包括LCD控制器、SDRAM/ROM/Flash接口、觸摸屏控制器、A/D及D/A、串行口、USB、IrDA、CF卡控制器等。由于在CPU上集成了眾多的功能單元，為系統(tǒng)小型化設(shè)計(jì)帶來了很大的便利?，F(xiàn)在，可用于掌上電腦的CPU有英特爾的StrongArm系列、摩托羅拉的DragonBall系列、日立的SH系列、日電的VR系列等（見表1），同時(shí)這些公司還提供相應(yīng)的演示板和整體解決方案。開發(fā)者選定一款合適的處理器芯片后，添加必要的外圍電路并配合相應(yīng)的外設(shè)，就可以非常方便地設(shè)計(jì)出各種掌上電腦產(chǎn)品。

　　表1 部分掌上電腦CPU廠家及型號

　　掌上電腦的是操作系統(tǒng)，目前市場上的掌上電腦主要采用兩類操作系統(tǒng)：一類是日趨完善的Palm操作系統(tǒng)，目前使用Palm系統(tǒng)的掌上電腦在世界市場份額中占到65%以上，主要有Palm、IBM的Workpad、Sony的Clie和TRGpro、handspring等palm電腦，另一類則是微軟Win CE系列，雖然起步晚，但 掌上電腦操作系統(tǒng)的主要類型已經(jīng)打破了Palm OS一統(tǒng)天下的局面，而且由于Win CE授權(quán)比較廣泛，現(xiàn)在國內(nèi)大部分掌上電腦都是使用Win CE系統(tǒng)，包括國內(nèi)的聯(lián)想、方正以及國外的HP、COMPAQ等公司都有Win CE掌上電腦推出。作為兩大操作系統(tǒng)，采用PalmOS的產(chǎn)品電池使用時(shí)間比采用Win CE的產(chǎn)品長；配置彩色顯示屏的產(chǎn)品沒有單色顯示屏產(chǎn)品的電池使用時(shí)間長；在多媒體性能上，Win CE要比Palm好一些；但是操作界面與應(yīng)用性能上，Wince可以讓用戶更易上手；另外，在軟件的數(shù)量上，Palm要比Win CE多一些。   當(dāng)然除上以上兩大操作系統(tǒng)外，從整個(gè)國際市場來看，掌上電腦的操作系統(tǒng)還有Pocket PC、EPOC、Hopen、Penbex和Linux操作系統(tǒng)。

　　液晶顯示

　　LCD適用于低壓、微功耗電路，自然也在掌上電腦中得到了廣泛的應(yīng)用。掌上電腦采用的是圖形式LCD（區(qū)別于字段式LCD）。因?yàn)椴捎玫腖CD大小相差不大，我們主要關(guān)心兩個(gè)關(guān)鍵因素：分辨率和色彩。分辨率以像素?cái)?shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)，單色和彩色LCD的色彩分別以灰度數(shù)和顏色數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。LCD還有一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)就是對比度，這個(gè)值越高，中央電視臺顯示質(zhì)量就越好。中檔掌上電腦一般采用240×320分辨率、3.8英寸左右的CLD（Windows CE 規(guī)定掌上電腦的屏幕分辨率必須是240×320）。為減少耗電和提高分辨率，掌上電腦所用的LCD趨向于采用反射式液晶顯示和低溫多晶硅技術(shù)。夏普、愛普生、日電、三星等公司的液晶產(chǎn)品在常上電腦中使用較多。總之，用于掌上電腦的LCD要求低功耗、低成本、高分辨率、寬視角、高對比度。

　　電源及電源管理

　　作為便攜產(chǎn)品，掌上電腦的電源是一個(gè)值得重視的問題。目前掌上電腦使用的是標(biāo)準(zhǔn)AAA電池或可充式電池。如Palm IIIe、Palm IIIxe、Palm VII和Palm VIIx均使用雙AAA電池，而Palm V和Palm IIIc使用可充電式鋰離子電池。一般來說，高端的掌上電腦都使用充電電池。

　　除了從性價(jià)比和實(shí)際需要為掌上電腦選擇合適的電源外，系統(tǒng)同時(shí)還應(yīng)該具備完善的電源管理功能。一般掌上電腦所用的CPU都集成了電源管理模塊。因此設(shè)計(jì)掌上電腦時(shí)，在硬件上要采用具備休或等待狀態(tài)的低功耗元器件（主要是各種芯片），便于CPU的控制；在軟件上要配合硬件設(shè)計(jì)高效的電源管理程序，如自動關(guān)機(jī)、自動休眠、自動調(diào)節(jié)背光等，從而有效延長電源的使用壽命。

　　無線上網(wǎng)

　　絕大部分掌上電腦可以借助電話線或手機(jī)來上網(wǎng)，但并不方便?？梢哉f，如果沒有無線上網(wǎng)的功能，掌上電流和普通的PDA拉不開檔次，上網(wǎng)性能雙比不上筆記本電腦，將會處于十分尷尬的位置。伴隨移動產(chǎn)品走向無線的趨勢，為掌上電流加上無線收發(fā)功能自然也成為開發(fā)者的重要目標(biāo)，也開辟了掌上電腦和手機(jī)的融合之路，較有代表性的有Palm公司的Palm VII、SAGEM公司的WA 3050、Motorola的A6188、Nokia的9210等。

　　在掌上電腦中集成無線收發(fā)模塊，其方案如圖1所示。用戶通過掌上電腦連接到GSM/CDMA移動電話網(wǎng)，再接入到Internet上，真正實(shí)現(xiàn)帶有移動通信功能的掌上電腦。根據(jù)掌上電腦所安裝的瀏覽器不同，可以瀏覽普通的網(wǎng)頁或經(jīng)過精簡處理后的WAP網(wǎng)頁，但受限于當(dāng)前無線信道的數(shù)據(jù)傳輸率，應(yīng)該以后者為主。掌上電腦要求小型化、省電、高可靠性，所以無線模塊部分的芯片需采用專用集成電路。這里面還要考慮到電磁干擾的屏蔽和硬件電路的小型化。現(xiàn)在一般的掌上電腦都具有錄放音的功能。加入了無線收發(fā)模塊后，我們就可以利用原有的音頻編解碼電路和無線模塊連接起來，提供類似手機(jī)的無線語音通信功能，撥號可以通過觸摸屏來完成。當(dāng)然，無線收發(fā)模塊也可以通過插卡或背板的形式擴(kuò)展到掌上電腦上?？紤]到技術(shù)綜合和入網(wǎng)許可的問題，可以和手機(jī)生產(chǎn)商合作開發(fā)。

　　隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和3G時(shí)代的到來，無線數(shù)據(jù)傳輸速率不斷提高，無穎將為掌上電腦無線收發(fā)創(chuàng)造了一個(gè)更好的環(huán)境。

　　輸入方式

　　掌上電腦輸入方式的好壞，直接影響到用戶對產(chǎn)品性能特別是易用性的評價(jià)。尤其在中國，漢字的使用更增加了解決掌上電腦輸入問題的困難。

　　限于掌上電腦的體積，即使配備鍵盤也會因?yàn)樘《@得不實(shí)用，因此現(xiàn)在手寫輸入成為掌上電腦的主要輸入方式。硬件上，觸摸屏理所當(dāng)然成為掌上電腦的主要輸入設(shè)備。因?yàn)橐M(jìn)行手寫輸入，所以需要較高分辨率的觸摸屏。目前掌上電腦用的觸摸屏大多是模擬電阻式薄摸輸入，它的分辨率可達(dá)點(diǎn)距0.1毫米。因?yàn)殡娮枋接|摸屏是貼在LCD前面的，所以觸摸屏的質(zhì)量（主要是透射率）將直接影響到終的顯示效果。另外，依觸摸屏表面的情形不同，有反光型和非反光型兩種。在同樣的LCD上貼不同的觸摸屏，反光型的要清晰一些。2000年，美國Synaptics（新思）公司已經(jīng)研制生產(chǎn)出新一代的電感式觸摸屏。工作原理是在觸摸筆中安裝LC諧振線圈，通過改變和安裝有激勵線圈及感應(yīng)線圈的觸摸屏之間的空間距離，使電磁場發(fā)生變化從而計(jì)算出觸點(diǎn)的位置。這樣輸入筆不必接觸屏幕，可以減少對屏幕的磨損，同時(shí)大大提高輸入的靈敏度。而且由于觸摸屏安裝在顯示屏的后面，也增加顯示的清晰度和亮度，減少背光的使用，進(jìn)而可以延長電池的使用壽命。軟件方面、漢王、蒙恬、清華文通的產(chǎn)品在識別速度、準(zhǔn)確率和軟件大小上可以滿足掌上電腦的的要求。

　　藍(lán)牙技術(shù)

　　藍(lán)牙（Bluetooth）是一種用于替代某些電子設(shè)備上使用電纜或連線的短距離無線連接技術(shù)。利用"藍(lán)牙"技術(shù)，能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和移動電話手機(jī)等移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化以上設(shè)備與Internet之間的通信，從而使這些設(shè)備與因特網(wǎng)之間的數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效。目前具有藍(lán)牙功能的掌上電腦有很多款，相信隨著掌上電腦的逐步發(fā)展，藍(lán)牙功能將成為掌上電腦的一種普通功能。但目前來看，具有藍(lán)牙功能的掌上電腦價(jià)格比較貴。掌上電腦用藍(lán)牙接口與其它同樣具有藍(lán)牙接口的設(shè)備連接同樣可以實(shí)現(xiàn)無線連接，它具有無方向性限制，有效連接距離達(dá)10米，一般的傳輸速度都有1M,快速的高達(dá)10M甚至更快等優(yōu)點(diǎn)，但目前配置藍(lán)牙接口的電子設(shè)備卻不是很多，與紅外線接口的普及率有很大的差距，這是比較遺憾的一個(gè)地方，不過，沒有藍(lán)牙接口的電腦可通過加裝藍(lán)牙適配器來實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙接口功能，這些藍(lán)牙適配器一般都是USB接口的，可以插在電腦的USB接口上使用，而且只有閃盤大小，攜帶遠(yuǎn)比數(shù)據(jù)線要方便。

　　藍(lán)牙技術(shù)在掌上電腦上的應(yīng)用模式如圖：通過掌上電腦你不僅可以編寫 Email,而且可以立即發(fā)送出去，沒有外線與PC連接，一切都由藍(lán)牙設(shè)備來傳送。這樣，在飛機(jī)上用掌上電腦寫Email,當(dāng)飛機(jī)著陸后，你只須打開手機(jī)，所有信息可通過機(jī)場的藍(lán)牙設(shè)備自動發(fā)送。有了藍(lán)芽技術(shù)，你的掌上電腦能夠與桌面系統(tǒng)保持同步。

　　GPS定位導(dǎo)航

　　GPS（Global Positioning System）即定位系統(tǒng)，是美國頒布使用的一種多衛(wèi)星系統(tǒng)，通過接收來自GPS衛(wèi)星的信號來確定地面或近地面任何位置的移動接收機(jī)的位置。GPS與掌上電腦的結(jié)合，可構(gòu)成帶有隨身定位功能的掌上電腦，尤其適合商旅人士和軍警人員。

　　目前，由于GPS技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，各廠家生產(chǎn)的GPS信號處理的功能模塊也比比皆是，主要廠家有：ST、Motorola、Philips等，選用時(shí)要滿足掌上電腦體積與功耗的要求。

　　結(jié)束語

　　在掌上電腦的開發(fā)過程中，一定要針對用戶的需要，以高性價(jià)比為目標(biāo)來進(jìn)行軟硬件協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)。除了一些常用的功能和為特定人群開發(fā)的掌上電腦專用功能，在大多數(shù)情況下，很多功能并不一定要集成到掌上電腦中，制成選裝功能附件反而可以給用戶更大的選擇空間和升級余地，也使得產(chǎn)品更有競爭力。