Study Notes

说明:本文是参考About.com网站文档翻译的技术资料，仅供学习和技术参考

众所周知，笔记本的处理器和桌面级处理器大不相同。桌面级个人计算机通常由外部交流电源给计算机供电；而笔记本在很多情况下靠自带的电池供电。很多厂商根据‘整机功耗越小待机时间越长’原则，为了实现更长的待机时间，使用了诸如处理器自动调频技术(CPU Scaling)，根据系统负载或者电源管理方案自动调节处理器工作频率。如何在保持笔记本的运算性能和减少能耗之间保持平衡，成为设计者面临的一个主要问题。

笔记本根据用途可分为五类，用户可以具体情况来选择合适的处理器。

1. 入门级笔记本(Budget Laptops)

入门级笔记本配置较低，价格比较便宜。它们搭载的处理器种类较多，一般是用在早期高端笔记本上的处理器或者较新推出的低成本处理器。这些处理器能够提供基本的计算能力，完成诸如网页浏览、电子邮件、文本处理和胶片展示等常见任务。它们还能流畅地播放DVD影音文件。可是如果要顺畅地运行大型游戏和运行高级图像处理，入门级笔记本的处理器就显得力不从心了。以下是这类笔记本中常见的处理器:

2. 便携式笔记本(Ultraportables)

便携式笔记本是为了满足移动商务办公(收发邮件/文本处理/胶片展示)而设计的。因为外型轻薄便于携带，所以很受经常出差的商务人士欢迎。以下是这类笔记本中常见的处理器:

3. 上网本(Netbook)

上网本的外形比便携式笔记本更小，而且价格更便宜。上网本使用的处理器性能平平，耗电更少。它们是移动网络应用最为广泛的系统。以下是上网本中通常用到的处理器:

4. 轻薄笔记本(Thin and Light)

轻薄笔记本具有靓丽的外形和优秀的性能表现，但是价格较为昂贵。以下是此类笔记本中常见的处理器:

5. 移动工作站(Desktop Replacement)

移动工作站的性能指标堪比台式机/工作站，它们的体积较大，而且价格昂贵。这类笔记本可以较好的运行3D游戏，但是比起顶级的台式机还是略有逊色。以下是这类笔记本中常见的处理器:

说明:本文是参考corning官方网站文档翻译的玻璃触摸屏技术简介，仅供学习和技术参考

在优秀的移动电子设备设计方案中，以往需要重点关注的硬件和软件的交互变得不再重要，设计者把精力更多地投入到如何提高用户体验上: 他们在设计中应用宽带和触摸屏技术，使用户如同身临其境般地方便操作。用户通过使用宽带，可以经常处于在线状态；动设备的触摸屏将输入和输入功能合为一体，用户只要轻轻松动手指，就能方便快捷获得各类最新的资讯。近年来多点触摸技术日趋流行，支持该功能的应用软件越来越多。多点触摸技术的硬件核心是一系列电容接触传感器。这些传感器位于触摸屏表层晶体下面，当用户触摸表层的晶体时，传感器通过晶体接受各种信号。如果像一些早期科幻电影中所展示的那样，触摸屏可以变得透明或者消失，那么这些触摸屏表面的晶体材质必须得拥有特殊的内外属性。也就是说，这种材料必须是是透明的，而且具有一定的防外部物理损坏防(防冲击，防摔)能力。

经过回火的的特种玻璃已经成为显示屏材质的主流，它们取代了过去使用的塑料材质。相比不具有输入功能的塑料材质显示屏，特种玻璃具有更好的透明性和抗划能力。特种玻璃的这些重要特性，再加上宽带技术和触摸传感器技术，使得它在提高用户体验的整个过程中扮演了关键角色。即便是在用户的不当使用的极限情况下，特种玻璃仍然能表现出较好的耐伤害性。为了使外观靓丽和易于清洁，还会经过一些涂层处理，增加防反光，防炫光，防裂，防水，防油(无指纹)的功能。在一些设计中，甚至可以根据需要将玻璃模压成非平面形状(曲面显示器)。另外，玻璃材质在制作过程中不使用任何重金属原料，所以它比塑料材质在环保标准方面具有更为明显的优势。玻璃是种脆性材料，为了获得最大的性能能同时保证物理系统可靠，玻璃必须要遵循一定的设计原则。玻璃的抗压能力好，但是抗拉能力较差。一旦玻璃上出现裂纹，它将不断地发展和扩大直到整块玻璃不可用。为了避免这种灾难性的后果，关键是在制作过程中至始至终要防止任何裂纹的产生。具体的方法是通过热回火和化学回火，使玻璃表面产生一定的预应力。当脆性破坏开始时，预应力会抵消一部分破坏应力，从而起到一定的保护作用。热回火过程中，玻璃在空气和油中很快被玲却。这种加工工艺生产出来的玻璃也被更为钢化玻璃，通常适用于家用电气，汽车玻璃等。化学回火是通过在碱性盐浴，比如硝酸钾，由碱性离子间的相处作用在玻璃表面产生预应力，这种预应力的幅度是热回火产生的好几倍，所以此工艺生产的玻璃适合于轻量级消费类电子产品。

移动设备上的玻璃屏幕大多数是钠钙硅酸盐玻璃。这种玻璃虽然经过强化，但是由于其厚度受到限制(较薄)，预应力相对较小。当有多种玻璃屏幕可供选择时，最简单的分辨好坏的方法是观察它的预应力层指标。多数移动电话损坏的原因是用户不小心将电话摔倒地面上，而经过预应力处理的玻璃可以有效抵抗这种物理破坏。通过对与维氏金刚石类型的冲击力模型都研究，我们可以量化玻璃在不同冲击情况下的反映状况。经过化学回火的普通玻璃，可以承受500g的负载。化学回火产生的预应力层，还能有效的抵御划伤。划痕是玻璃上多个微塑性变形，微碎裂过程的组合。在出现划痕的地方继续增加负载，残余应力会造成更多的微裂缝，整个表面受到二次伤害。严重的划痕可能导致玻璃最终报废。即，当玻璃有划痕时，其强度减小了。根据移动设备故障统计数据，玻璃触摸屏上出现划伤导致设备不可用的情况是排名第二的故障原因。

产品设计工程师们更喜欢使用最便宜的替代品。每个产品都会经过严格的测试，不同厂家的测试内容和标准可能有所不同，但是都会包括跌落测试和翻滚测试项目。在跌落测试时，被测试的设备被从一定的高度上摔到金属，花岗岩或者混凝土表面。在翻滚测试中，被测试的设备被放置在一个封闭的管状空间中，然后整个测试装置沿管状中心轴进行选装。在管状空间中，可能还会人为放入一些其它测试对象，比如钥匙和硬币。特种玻璃必须通过这些严格的测试来证明自己是优于普通玻璃的最佳选择。

设计师们改如何选择合适的玻璃呢？主要取决于应用场景，模型和需求。比如，笔记本和上网本的显示屏幕，在合上屏幕后会受到较好的保护，所以相比触摸屏平板电脑而言，它们对冲击测试的要求会比较低。移动设备体积较小，比较容易被摔到地上，这要求玻璃具有较高的强度。如果这个设备是视频类应用或者高清显示器，那么对防划能力要求更高。钢珠冲击测试(Ball-Drop)是将一定质量的钢珠从高度落下对玻璃表面造成冲击，然后对损伤结果进行成功/失败评判的简单测试。此测试不在此可靠性测试范围之列，因为一些玻璃显示屏设备的制造厂商发现不同的玻璃材料和不同的钢珠跌落高度高度之间没有相关性联系。更多的研究表明，钢珠冲击测试所得到的表面强度结果是ASTM C1499标准方法测得数据的5倍，所以它在冲击测试的精确性方面没有任何独特的优势。

在移动产品设计时，设计工程师们不仅主要考虑玻璃组件的耐久性，而且对于玻璃的防指纹，防炫光和反光，具有良好的手写和手指操作的反应能力等方面都有较为严格的要求。这些需求反过来也促进了玻璃屏技术的高速发展。玻璃是一种非常优秀的材质。作为一种设计元素，它提供了新颖的外观，更精确的用户操作和更长的使用寿命。随着消费类电子产品对外观更轻更薄目标的追求，这些玻璃屏幕将会变得更加引人注目。目前Dell最新的Adamo系列笔记本就应用了玻璃显示屏技术。还有很多其它的厂商对玻璃屏进行研究，他们希望能发现更多的应用形态(曲面显示器)。搭载触摸屏的智能设备市场迅猛增长，这是玻璃屏幕发展的大好机遇。强大的玻璃将会继续提供更多的独特设计元素，我们将在更多激动人心的产品中看到它们的身影。

说明:本文是参考Intel官方网站文档翻译的Thunderbolt技术简介，仅供学习和技术参考

Thunderbolt是Intel公司研发的一项新连接器标准，其双向同步传输速度可达10Gbps。Thunderbolt在计算机I/O性能上实现巨大的飞跃。以前需要通过PCIe总线和显示接口的数据将被整合在单根线缆上传送，终端用户体验因而得到明显的改善。Thunderbolt产品使用电缆或光缆进行连接。通过唯一的物理连接接口即可实现将许多高性能的PCIe或DisplayPort设备连接到主机，系统设计者们可以更加灵活地发挥自己各种的大胆创意。

Thunerbolt技术显著提高数据备份、共享和编辑的效率。诸如视频文件和音频文件此类对时间敏感的数据，数据传输速率是能否成功执行生成文件操作和回放操作的关键因素。在Thunerbolt设计阶段时,工程师们已经特别考虑到对视频和音频文件的处理，希望实现更低延迟的高精度时间同步。

1. 关键特性

– 双向(Bi-Directional)同步传输速度可达10Gbps
– 采用两种通讯协议，包括数据传输的PCIe和用于显示的DisplayPort。
– 兼容现有的DisplayPort设备
– 支持菊花链(Daisy-Chained)方式
– 支持电缆或光缆
– 使用本地的软件协议驱动
– 通过总线可以提供10W的电力

Thunderbolt技术甚至在轻薄笔记本上获取工作站级别的强大性能和扩展性，通过一根外部线缆即可连接媒体驱动器，高清显示器，高清媒体编辑系统等设备。这种方式如同传统的I/O Hub连接对应的外部接口一样，不同的是Thunderbolt提供了更高的性能，更好的便捷性和灵活性。

2. 重新思考I/O

信息技术产业的每次升级换代，亦是I/O技术不断推陈出新的过程。简单地说，主要有显示(视频文件/音频文件)和数据文件两类I/O类型。Thunderbolt将这两类重要的I/O协议整合发展到一个更高效的元数据协议，通过一根线缆传输所有信号，并且通过智能硬件控制器管理流量路由(traffic routing，支持菊花链和热插拔设备)。Thunderbolt选择这两类I/O类型的思路非常清晰:现在绝大多数设备都基于PCIe；计算机产业的发展中出现都更高显示分辨率或8通道高保真音质，这些都需要更高的宽带和传输速率。

3. 协议架构

Thunderbolt技术基于一种全双工链接的交换组织架构。和传统总线I/O架构不同,计算机上每个Thunderbolt端口提供双向全带宽，不需要在其它端口或上行和下行方向分享带宽。Thunderbolt协议架构可以被抽象地分为4层。

一个Thunderbolt连接器提供两个全双工通道。每个通道支持双向10Gbps带宽。计算机可以通过Thunderbolt接口和一根线缆连接到其它Thunderbolt设备或Displayport设备。Thunderbolt外型较小，可以搭载在更轻薄的新型计算机上，而且单独的紧凑型线缆大大简化了传统的连线方式。同时，Thunderbolt对Displayport良好的兼容使得主机可以方便与各类Displayport设备进行交互操作:一旦发现了Displayport类型设备，Thunderbolt控制器将向此设备发送兼容模式的Displayport信号。

Thunderbolt的接口只有一种标准类型，而线缆可以使用电缆和光缆两种类型。主动式的Thunderbolt电缆最长为3M,并且能给周边设备提供最高10W的电力；主动式的Thunderbolt光纤线缆支持更远的连接范围(<100M)。 Thunderbolt协议的物理层负责链路的维护，包括侦测热插拔操作和将数据编码提高传输效率。开发者在设计Thunderbolt协议时，希望能在物理层无定义很小的开销，并且由物理层向上层提供10Gbps的未使用带宽。Thunderbolt协议架构的核心是传输层(transport layer)，其主要特点如下: - 高性能，低开销的转换架构 - 使用灵活的Qos支持高效，低开销的报文格式，允许在同一链路上多路突发的PCIe与其同步(同时)的Displayport进行通讯。 - 对称架构支持各种拓扑类型(树形/星形/菊花链等)，支持设备之间通过软件的点对点通信。 - 一种新的时间同步协议，允许域中链接的Thunderbolt产品互相同步时间(误差<8ns)。
DisplayPort和PCIe协议被映射到传输层。映射功能是由一个协议适配器提供的，这个适配器负责将映射的协议信息封装到传输层包中。在源设备和目标设备之间被映射的协议包将会在多个Thunderbolt控制器中路由传递。协议映射的好处是，Thunderbolt设备将被主机的操作系统识别为PCIe或者Displayport设备，这样就可以使用很多现成的标准驱动程序。

4. 控制器架构

一个Thunderbolt控制器包括:

– 一个高性能的Thunderbolt协议交换器
– 一个或更多的Thunderbolt端口
– 一个或更多的DisplayPort协议适配端口
– 一个PCIe交换器，支持一个多个PCIe协议适配端口

Thunderbolt控制器的外部接口是由所连接系统的设计所确定的。如附图所示，主机端的Thunderbolt控制器有一个或更多的Displayport输入端口，一个单独的PCIe与一个或多个Thunderbolt接口相连。在将所有的必要特性集成到单个芯片后，主机端的控制器允许系统制造商非常方便地将Thunderbolt技术应用到他们的设计中。Thunderbolt技术充分利用了现有操作系统中的PCIe和Displayport相关驱动程序，这意味着不需要另外开发新的驱动软件。

5.小结

Thunderbolt产品带来了更好的性能和快捷。用户能够在他们的个人电脑上增加高性能的应用，通过一根线缆，或者菊花链串联方式，最多可以连接7个设备，其中甚至包括有一个到两个高清Displayport V1.1a的显示器(与主机的控制器配置相关)。因为Thunderbolt支持双向同步传输，所以在其链接的首个设备以及其后续设备中都会获得很高的传输带宽。用户可以在菊花链的末端，通过使用Thunderbolt适配器就可以使用其其它的非Thunderbolt设备(类似于eSATA和Firewaire)。这些适配器可以通过主机原有的PCIe进行扩展。系统设计者们利用Thunderbolt技术可以沟思更轻薄的产品，使用更少的连接器，却能在他们的产品和外部设备中获得更优秀的性能。通过Thunderbolt技术，工作站级别强大的扩展性能可以被作为未来产品的标准附件配置，而实现这些只需要‘简单’的一根线缆。因为充分利用了时间同步(从主机到附加的7个设备时间同步误差在8ns内)和Thunderbolt技术的低开销特性，使用Thunderbolt产品构造广播级媒体为可能(比如同时在多处播放视频)。

Thunderbolt技术给终端用户和产品设计者们带来了性能，简便和灵活的新平衡。做为已知的最快的个人电脑I/O技术，Thunderbolt在一个共享高性能端口上充分利用了两项关键技术(PCIe和Displayport)，它打开了一扇通往全新系统设计和产品制造的大门。

说明: 本文是参考WiGig Alliance官方网站文档翻译的WiGig中文技术白皮书，仅供学习和技术参考。

1.介绍

随着多媒体产品的广泛使用，越来越多的数据需要在不同的设备之间进行交互。无线传输是其中较为方便快捷的一种途径，现在最快的无线局域网通用标准IEEE 802.11n(2009)实际速率可达300Mbit/s。当传输大量数据文件时(高清视频文件等)，无线传输速率就成为性能的瓶颈。为了解决这类问题，各大厂商联合成立了Wireless Gigabit(WiGig)联盟，研究和制订新的无线传输标准。新的标准(WiGig)将达到7Gbps的传输速率，是802.11n的10倍；它使用60GHz的载波频宽，远远超过当前Wi-Fi产品所支持的2.4GHz和5GHz。更高的载波频宽使得更快的传输速率成为可能。WiGig是基于IEEE 802.11制定的，对现有的Wi-Fi产品具有良好的向下兼容性。它包括对超过60GHz的Wi-Fi支持，一些新型的无线通信设备(tri-band radios)也能被无缝整合到现有的2.4GHz和5GHz频宽中使用。WiGig将宣告有线传输时代的结束，同时推动未来无线备份和同步技术的发展和进步。

IEEE 802.11ad是802.11系列中支持在60GHz载波频宽进行多路千位无线传输的修订协议。2010年5月，WiGig被正式确认为802.11ad标准草案的基础。

2.特点

WiGig的主要特点是高性能，配置简单，低功耗，对现有Wi-Fi设备的良好兼容性和更高的安全性。
– 最快传输速率可达7Gbps
– 可用于各类耗电模式(计算机，便携数码设备)，支持高级电源管理功能
– 基于IEEE 802.11,支持无线设备在802.11定义的不同载波频宽(2.4GHz,5GHz和60GHz)中切换使用。
– 支持波束赋形(Beamforming)，提高通讯信号的强度和提供在10M范围的稳定传输。
– 使用基于AES加密算法的GCM(Galois/Counter Mode)操作模式，保证数据的高安全性
– 支持高性能无线配置: 高清多媒体接口HDMI,显示端口DisplayPort,USB和PCIe

3.结构

WiGig基于IEEE 802.11标准定义了物理层(PHY)和介质访问控制(MAC)层。它支持在IP网络上使用超过60GHz的载波频宽，可以很好的兼容当前的2.4GHz和5GHz的Wi-Fi设备。WiGig根据超过60GHz的波载频宽要求，定义了协议适配层(PALs)，提供对指定数据传输和无线显示(无线高清视频播放)的支持。PALs允许这些标准端口的无线配置直接在WiGig的MAC层和PHY层运行，并且能直接在硬件上进行配置。初始化的PALs定义了对多媒体端口(HDMI、显示端口)和I/O端口(USB/PCIe)的支持。

4.物理层

WiGig类似于Wi-Fi在各国有不同的频谱指配(范围)。相比802.11中2.4GHz的工作带宽实际为2.4GHz-2.4835GHz(频谱83.5MHz),WiGig为60GHz-67GHz(频谱7GHz)。WiGig的频谱7GHz按照2.16GHz的宽度被划分为四个通道，每个通道宽度差不多是当前802.11n通道宽度的50倍。通道宽度的大幅提升给快速传输带来众多好处，比如可以传输未经压缩的视频文件。

4.1 模块化/编码方案

WiGig支持两种模块化和编码方案,它们分别提供不同的好处：
– 正交频分复用(OFDM, Orthogonal frequency-division multiplexing)正交频分复用，具有高速率资料传输的能力(最高可达7Gbps)，而且能有效对抗频率选择性衰减。
– 单载波(SC，Single Carrie)工作模式消耗较少的电力，适合在一些低功耗的手持设备上应用。这种方案支持的最大传输速率为4.6Gbps。

这两种不同的方案共享一般性的元素(诸如前导符(Preamble)和信道编码(Channel Coding),从而减少了量产WiGig时的配置复杂性。

5.介质访问控制层

WiGig的介质访问控制层(MAC)包括许多新特性，比如支持高级使用模式，较好兼容Wi-Fi网络，减少电能消耗和提供强大的安全保护。

WiGig波束赋形(Beamforming)

虽然使用60GHz的载波频宽使得传输变得更为快速，但是也带来了新的问题:相比Wi-Fi(2.4GHz和5GHz)，高载波频宽将面临更多的信号丢失。WiGig使用自适应波束赋形(ABF, Adaptive Beamforming)技术来解决这个问题。自适应波束赋形(ABF)将信号能量聚集为一个很窄的波束，提高了天线传播效率和无线链路的可靠性和频率的重复使用率，可以在大于10米范围内保证数据的快速稳定传输。WiGig在物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)定义了对自适应波束赋形的支持。在波束赋形过程中，两个设备首先生成链接，然后根据需要传输的数据容量自动调节天线，从而获得较好的直接传输性能。另一个重要的好处是如果有障碍物在两个正在传输的设备中间(比如有人走动)，这些设备将很快生产新的链接路径，比如利用周围墙壁进行反射传播。

5.1 网络架构

WiGig的网络架构允许两个设备直接通讯，比如快速同步和将影音文件传送到投影仪或者电视上。另外，WiGig还支持目前流行的802.11网络架构，其中包括对Wi-Fi共享接入点的支持。

5.2 不同载波频宽操作的无缝切换

从高频的60GHz到较低的Wi-Fi(2.4GHz/5GHz)，一个通讯会话能在不同的波载频宽中无缝的切换。比如当WiGig连接不可用时，设备仍然可以在低频的2.4GHz/5GHz下保持通讯。这项特性大大增强了用户体验，他们不会碰到因为无线环境改变而导致通讯中断的情况。用户将总是享有性能最好的无线网络连接：当WiGig可用时，将自动切换到60GHz下运行；当WiGig不可用时，用户还可以使用现有的Wi-Fi进行访问。

5.3 电源管理

WiGig设备采用了一个新型的调度访问模式去降低电能消耗。通讯中的设备可以根据当前工作负载更为精确地管理电源，决定当前的运行模式(进入睡眠模式节省电能)。在移动电话或其他手持式电池驱动设备中，上述电源管理显得尤为重要。

5.4 高度的安全性

WiGig基于IEEE 802.11强大的安全机制，使用基于AES加密算法的GCM(Galois/Counter Mode，)操作模式，保证数据的高安全性。为了提高性能和效率，GCM模式专为支持10Gbps以上速率通信所设计，可以在硬件上直接配置提高性能和效率。

6. 协议适配层(PALs)

协议适配层使得计算机的无线组件和消费级电子端口在60GHz WiGig网络中工作成为可能。因为WiGig在物理层(PHY)和介质访问控制层(MAC)直接进行定义，所以在协议适配层能有较高的执行效率，从而得到更好的工作性能和降低了电能消耗。主要的定义如下:

影音(A/V)

影音协议适配层允许无线传输影音文件。例如从一台计算机或数码相机中向电视或投影仪中进行传输电影。协议适配层支持HDMI和显卡的端口中的无线组件，以及使用高带宽数字内容保护(HDCP)方案保护数据在这些端口上的传输。它支持压缩和未经压缩的视频传输模式。

输入/输出(I/O)

I/O协议适配层定义了计算机接口在超过60GHz工作频率模式下的高性能无线组件。定义中包括了对USB和对PCIe的两个部分。USB通常用于扩展设备和主机的连接；USB协议适配层允许在USB设备之间进行多千兆位的无线连接，并且促进了类似于USB扩展坞内产品的开发。PCIe通常是指在计算机内部将CPU和内存连接到I/O控制器，I/O控制器管理着存储，网卡设备和其他的接口。PCIe还直接连接到媒体和显示处理器，提高图像的质量或降低CPU的负载。WiGig协议配置层PCIe的定义使显示设备、存储和其它高速设备之间的无线数据同步成为可能。

7.应用模型

8.小结

WiGig使用60GHz的载波频宽，并且可以提供最快7Gbps的传输速率。WiGig基于802.11标准，支持超过60GHz的Wi-Fi。在性能优先的条件下，可以无缝地在各频宽中切换工作。WiGig联盟在协议配置层对A/V和I/O进行了定义，促进了诸如无线扩展坞，高速同步和无线高清显示等高级应用功能的发展。

WiGig规范的发布，使制造商们能生产出全球标准化产品。这个规范适用于遵循免版税条款开发下一代无线产品的WiGig联盟会员。如要获取更多信息，或希望成为WiGig联盟会员，请访问www.wigig.org。