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智能手機(jī)“白屏死機(jī)”,有什么有效的辦法能避免嗎?

電子設(shè)計 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2018-08-31 09:35 ? 次閱讀

3G手機(jī)領(lǐng)域的一大新興發(fā)展趨勢是應(yīng)用軟件(即所謂的"App")的采用與不斷發(fā)展,這些應(yīng)用軟件專門針對手機(jī)特定的功能而編寫。定制應(yīng)用軟件發(fā)展迅猛,目前已出現(xiàn)許多在線"App商店"以供用戶選擇和購買。然而應(yīng)用軟件常常是在某一個應(yīng)用平臺上來開發(fā)和測試,因此可能無法以最佳狀態(tài)運(yùn)行在其它硬件/芯片組平臺上,或與其他服務(wù)提供商協(xié)同工作,這時可能會帶來通常被稱為"白屏死機(jī)"的現(xiàn)象。本文將探討這一問題,給出一些恢復(fù)手機(jī)正常工作可行的解決辦法。

智能手機(jī)的現(xiàn)狀與開發(fā)挑戰(zhàn)

今天的智能手機(jī)確實已從單純的通話設(shè)備向多媒體設(shè)備演進(jìn),它可兼具播放音頻/視頻、游戲、發(fā)送短信、打電話以及全面的網(wǎng)絡(luò)訪問等功能,允許用戶進(jìn)行銀行交易,甚至在eBay上進(jìn)行網(wǎng)上買賣。這場革命正在深入進(jìn)行,其大眾普及率不斷提升。這種發(fā)展趨勢是全球范圍的,越來越多的人開始使用完全為用戶而定制的移動設(shè)備應(yīng)用軟件,這些定制應(yīng)用軟件可以因地區(qū)、文化、年齡甚至性別而異。應(yīng)用軟件的擴(kuò)展使得移動設(shè)備成為人們?nèi)粘I畈豢苫蛉钡囊徊糠帧kS時隨地可以看到人們在移動設(shè)備上查看電子郵件、股市行情,或者在線網(wǎng)購、即時獲取最新個人和商業(yè)相關(guān)信息等。這些應(yīng)用軟件讓人們更充分地利用和分配自己的時間。

移動設(shè)備市場主要由三個垂直集成部分組成,即服務(wù)提供商、手機(jī)制造商和關(guān)鍵芯片組供應(yīng)商。

在這三部分中,最高一級的是服務(wù)提供商。服務(wù)提供商允許移動設(shè)備連接到本地基站,然后進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)提供商直接與移動設(shè)備用戶簽約,提供多種不同的計劃和服務(wù)合約。其內(nèi)部擁有各種基本技術(shù),比如GSM和CDMA.這些技術(shù)之間存在巨大的差異,多年來通過軟件的開發(fā)和演變,才在網(wǎng)絡(luò)級實現(xiàn)了互操作性。目前全球有數(shù)十家服務(wù)提供商。

中間一級是手機(jī)制造商。手機(jī)制造商為服務(wù)提供商設(shè)計和制造手持設(shè)備。一部GSM手機(jī)的工作頻率和調(diào)制方案就與CDMA手機(jī)的截然不同,這意味著二者的天線、基本芯片組以及支持芯片組的軟件都不同。手機(jī)制造商常常同時推出好幾個等級的設(shè)備,例如高端智能手機(jī)整合了豐富的多媒體功能,所有連接均為USB端口,且?guī)в姓Z音命令功能,有些甚至使用多個微處理器和利用高速USB的連接性來實現(xiàn)簡單的醫(yī)療診斷功能;中端智能手機(jī)具備基本的互聯(lián)網(wǎng)連接能力,利用一個SoC微控制器來實現(xiàn)短信和基本通話功能;低端手機(jī)常常只能提供通話功能,采用的是超低成本的基本微處理器。此外,軟件是以客戶為中心的,不同品牌的服務(wù)提供商需要不同的定制軟件。

全球有很多家手機(jī)廠商在制造高、中、低端不同類型的手機(jī),有歷史悠久的老牌企業(yè),也有嶄露頭角的新創(chuàng)公司。很多制造商都在努力針對特定地區(qū)提供定制產(chǎn)品,從而進(jìn)一步推動定制軟件的發(fā)展。

關(guān)鍵芯片組是每一部手機(jī)的核心,這些芯片組一般根據(jù)手機(jī)的級別來選擇。高端智能手機(jī)可能帶有應(yīng)用處理器、基帶處理器以及電源管理器件(PMIC),其中應(yīng)用處理器和基帶處理器有可能來自相同的供應(yīng)商。這些復(fù)雜的芯片與內(nèi)存、WiFi模塊、USB切換機(jī)制及觸摸屏控制器協(xié)同工作,由不同的軟件層控制。目前全球芯片組供應(yīng)商有好幾十家,他們根據(jù)服務(wù)提供商的要求為手機(jī)制造商定制相關(guān)芯片。

由于產(chǎn)業(yè)內(nèi)存在多家服務(wù)提供商、手機(jī)制造商和芯片供應(yīng)商,那么如何讓應(yīng)用軟件在不同平臺上得到兼容就顯得十分重要。例如某消費(fèi)者想購買一部帶計步器應(yīng)用軟件的手機(jī),盡管他會面臨多款手機(jī)、多家服務(wù)提供商的選擇,但均要能滿足其對計步器應(yīng)用軟件的支持才是重點(diǎn)。

由于大多數(shù)應(yīng)用軟件都是在提供了硬件平臺之后才被開發(fā),因此應(yīng)用軟件的要求不一定被包含在芯片組/手機(jī)開發(fā)驗證中。雖然制造商應(yīng)該在應(yīng)用軟件發(fā)表之前完成驗證過程,但市場壓力巨大,加上缺乏公認(rèn)的應(yīng)用軟件驗證標(biāo)準(zhǔn),這種狀況很可能會導(dǎo)致產(chǎn)品未經(jīng)驗證而倉促面市。這意味著消費(fèi)者第一次在某組硬件(手機(jī)和芯片組)/軟件和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用某個應(yīng)用軟件,很可能也就是該應(yīng)用軟件在這種環(huán)境下的首次"試航".于是消費(fèi)者就成了一個試驗品,而試驗有時是會失敗的。

當(dāng)一個應(yīng)用軟件第一次在某個平臺上運(yùn)行時,它有可能使整個操作完全被凍結(jié)。消費(fèi)者用"藍(lán)屏死機(jī)"來形容個人計算機(jī)(PC)進(jìn)入失控或操作凍結(jié)狀態(tài),而類似的現(xiàn)象現(xiàn)在也在手機(jī)行業(yè)里廣為發(fā)生,被稱為"白屏",即運(yùn)行應(yīng)用軟件時,屏幕變成一片白。移動設(shè)備的"白屏"現(xiàn)象越來越普遍,據(jù)報導(dǎo)其真實原因可追溯到服務(wù)提供商。困擾PC行業(yè)多年的問題現(xiàn)在開始在手機(jī)領(lǐng)域泛濫。

"白屏死機(jī)"的解決方案

PC用戶已經(jīng)知道,從藍(lán)屏死機(jī)狀態(tài)恢復(fù)的方法是徹底重啟系統(tǒng)。很多時候,由于PC被鎖定,必須退出這種凍結(jié)模式,然后再重新啟動電源。在此情況下,如果導(dǎo)致藍(lán)屏死機(jī)的可疑模式或功能被刪除,操作完全恢復(fù)是能夠?qū)崿F(xiàn)的。

但現(xiàn)今一些移動設(shè)備使用不可維修拆除的電池,雖然這樣做是為了獲得必需的小外形尺寸,同時也是防止用戶安裝劣質(zhì)的非原裝電池,避免增加不可靠運(yùn)行風(fēng)險的需要,但由于這些移動設(shè)備的電池是內(nèi)置的,不能隨意取出,使得應(yīng)用軟件導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障時用戶無法復(fù)位重啟。此時用戶的選擇只能是讓電池耗盡至沒電狀態(tài),而這可能需要數(shù)天或數(shù)周的時間,或者是把被鎖定的設(shè)備作為壞機(jī)器退回給服務(wù)提供商,要求更換。

為避免此問題的發(fā)生,設(shè)計者可以選擇在移動設(shè)備中安裝一個單獨(dú)的大功率RESET開關(guān),正常情況下該開關(guān)關(guān)斷,在被用戶激活之后,這個開關(guān)可直接將電池與所有電路切斷。盡管這是一種有效的解決方案,但一般不予選用,因為額外的開關(guān)會產(chǎn)生電阻壓降,而且引入大電流配線會導(dǎo)致成本增加,此外也存在安全問題,必須得通過在移動設(shè)備內(nèi)的某些額外位置上采用大電流方案才能解決。

另外則是采用基帶處理器的軟件復(fù)位。重啟基帶處理器是一個很有效的方法,但也存在瓶頸。若基帶系統(tǒng)處理器因惡意應(yīng)用程序被迫停止工作,則無法識別移動設(shè)備內(nèi)的其他器件,比如應(yīng)用處理器,即使基帶處理器恢復(fù)正常工作,其也可能仍然保持基帶無法識別的狀態(tài)。在這種情況下,系統(tǒng)工作可能恢復(fù),但卻處于不可預(yù)測的狀態(tài),接下來就會發(fā)生輔助系統(tǒng)崩潰。利用自定義指定軟件復(fù)位鍵也存在局限,即用戶不可能總是隨身攜帶用戶手冊以查看軟件復(fù)位流程。

或許,電源管理IC可能是啟動系統(tǒng)復(fù)位不錯的選擇。PMIC已變得越來越復(fù)雜,其自身即包括了數(shù)字控制算法和上電順序,這些控制算法根據(jù)應(yīng)用和工作模式有效控制手機(jī)內(nèi)眾多負(fù)載的供電。PMIC的主要作用是實現(xiàn)更多的功能,同時延長電池壽命,因此PMIC已被廣泛集成在移動設(shè)備系統(tǒng)中,并通過總線和中斷進(jìn)行反饋。由于PMIC的復(fù)雜性,并依賴于與基帶應(yīng)用處理器的交互工作,故處于崩潰狀態(tài)的基帶處理器可能會鎖定PMIC,這時用戶就不再能夠予以控制。

醫(yī)療和航空市場等高可靠領(lǐng)域的自治系統(tǒng)控制技術(shù)目前開始進(jìn)入移動設(shè)備領(lǐng)域。這類架構(gòu)可采用一種被稱為復(fù)位芯片的半導(dǎo)體器件來實現(xiàn)PMIC和電源設(shè)備的控制或復(fù)位,而且這種器件獨(dú)立于其所控制的設(shè)備。該芯片通常沒有反饋機(jī)制,因此即使微控制器芯片處于崩潰狀態(tài),也不會對其產(chǎn)生影響。它可以由用戶以簡單的方式激活,相當(dāng)于取出移動設(shè)備的電池。

在這種情況下,基帶和應(yīng)用處理器、PMIC及其他控制芯片等系統(tǒng)控制芯片斷電,然后依序正常上電進(jìn)入可預(yù)測模式。重要的是這類系統(tǒng)復(fù)位的設(shè)計方式使得意外激活的情況不會發(fā)生。這種功能的典型激活實現(xiàn)方案是采用隱藏鍵,一般是一個指定的按鍵按壓更長時間,或者是同時按住某些指定鍵。

總結(jié)

隨著移動設(shè)備應(yīng)用軟件的發(fā)展,手機(jī)將變得越來越復(fù)雜。再加上應(yīng)用軟件的開發(fā)流程滯后于芯片組、移動設(shè)備和服務(wù)提供商,這意味著應(yīng)用軟件的驗證可能只在特定平臺或平臺組上執(zhí)行。芯片組和移動設(shè)備供應(yīng)商及服務(wù)提供商陣營龐大,總是會有一些應(yīng)用軟件沒有在其平臺上被驗證,這就增加了移動系統(tǒng)內(nèi)組件的商業(yè)風(fēng)險和用戶的風(fēng)險。為了實現(xiàn)合理的用戶滿意度,需要為移動設(shè)備開發(fā)一種無風(fēng)險的"復(fù)位"機(jī)制。沒有可靠的復(fù)位機(jī)制,設(shè)備故障就會頻頻發(fā)生,用戶投訴越來越多,也會導(dǎo)致返修手機(jī)數(shù)量增加,最終造成財務(wù)損失。

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