Tìm hiểu phần cứng của smartphone

Tìm hiểu phần cứng của SMARTPHONE Bạn có thể hiểu 1 cách khái quát Smartphone là một thiết bị cho phép thực hiện các cuộc gọ điện và có thêm các tính năng mà trong quá khứ, bạn chỉ thấy

Tìm hiểu phần cứng của SMARTPHONE

Bạn có thể hiểu 1 cách khái quát Smartphone là một thiết bị cho phép thực hiện các cuộc gọ điện và có thêm các tính năng mà trong quá khứ, bạn chỉ thấy ở một chiếc máy

vi tính hoặc một thiết bị hỗ trợ cá nhân kỹ thuật số (PDA) Các tính năng có thể kể ra như gửi và nhận email, chỉnh sửa tài liệu Office, lịch làm việc…

Những tính năng chính của Smartphone phân biệt với điện thoại di động được liệt kê

như sau: Hệ điều hành: Nói chung, Smartphone được dựa trên một hệ điều hành (OS)

cho phép nó chạy các ứng dụng Trên thị trường hiện có các HĐH phổ biến cho

Smartphone như là: iOS, BlackBerry OS, Android, Symbian, webOS, Windows Phone

Ứng dụng (Apps): Trong khi hầu như tất cả điện thoại di động có sẵn một số dạng phần

mềm (chẳng hạn, phần mểm quản lý danh bạ thông minh, to-do list), Smartphone có khả năng làm được nhiều hơn Smartphone, với các phần mềm cài thêm, cho phép tạo

và chỉnh sửa các tài liệu Microsoft Office – hoặc ít nhất là xem được file, cho phép tải thêm ứng dụng từ các nguồn khác nhau

Truy cập Web: duyệt web tốc độ cao thông qua wifi hay mạng 3G hoặc 4G

Email/chat: Smartphone có thể nhận và gởi email, chat và tùy chỉnh nhiều hơn điện

thoạ thông thường

Đây mới chỉ là một số tính năng làm cho Smartphone thông minh Tuy nhiên, nên nhớ rằng công nghệ xung quanh Smartphone và điện thoại di động liên tục thay đổi, những yếu tố phân biệt một chiếc Smartphone ngày hôm nay có thể thay đổi vào tuần tới, tháng tới hoặc năm tới mà khó có thể đoán trước được

I Processor - Vi xử lý

A Khái niệm vi xử lý

Bộ vi xử lý bên trong Smartphone có thể được xem như não bộ, một trong những phần

tử cốt lõi nhất của thiết bị Có thể hình dung đây là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước, một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu transistor với kích thước siêu nhỏ

Thường thì tốc độ xử lý của Smartphone phụ thuộc vào tốc độ và cấu trúc của

Processor

B Kiến trúc ARM

ARM (viết tắt từ Acorn RISC Machine, sau này là Advanced RISC Machine) là một loại cấu trúc vi xử lý 32-bit kiểu RISC được sử dụng rộng rãi trong các thiết kế nhúng

Do có đặc điểm tiết kiệm năng lượng, các bộ CPU ARM chiếm ưu thế trong các sản phẩm điện tử di động - các sản phẩm mà việc tiết kiệm công suất là một mục tiêu quan trọng hàng đầu khi thiết kế

RISC (viết tắt của Reduced Instructions Set Computer - Máy tính với tập lệnh đơn giản

hóa) là một phương pháp thiết kế các bộ vi xử lý theo hướng đơn giản hóa tập lệnh,

trong đó thời gian thực thi tất cả các lệnh đều như nhau

Ngày nay, hơn 75% CPU nhúng 32-bit là thuộc họ ARM, điều này khiến ARM trở thành cấu trúc 32-bit được sản xuất nhiều nhất trên thế giới CPU ARM được tìm thấy khắp nơi trong các sản phẩm thương mại điện tử, từ thiết bị cầm tay (PDA, điện thoại di động, máy đa phương tiện, máy trò chơi cầm tay, và máy tính cầm tay) cho đến các thiết

bị ngoại vi máy tính (ổ đĩa cứng, bộ định tuyến để bàn.) Một nhánh nổi tiếng của họ ARM là các vi xử lý Xscale của Intel

II Chipset

Chipset là một nhóm các mạch tích hợp (các "chip") được thiết kế để làm việc cùng nhau như một đơn vị độc lập để thực hiện một chức năng nào đó

Ví dụ: Modem chipset bao gồm tất cả các mạch tích hợp đảm nhận việc truyền và nhận

thông tin

III GPU

Bộ xử lý đồ họa (Graphic Processing Unit), là một dạng bộ xử lý chuyên biệt dùng cho việc thể hiện hình ảnh, đây là thành phần rất quan trọng quyết định đến sức mạnh đồ họa

IV System on a Chip (SoC)

Hệ thống trên một vi mạch (viết tắt là SoC hay SOC) là một hệ thống điện tử được xây dựng trên một đế silicon với ý tưởng là tích hợp tất cả các thành phần của một hệ thống lên trên một vi mạch đơn (hay còn gọi là một chip đơn) Hệ thống SoC này có thể bao gồm các khối chức năng, khối tín hiệu và cả các khối tần số radio

Các thành phần tích hợp này có thể là:

• Bộ xử lý (processor)

• Bộ nhớ (RAM, ROM)

• Bộ xử lý đồ họa (GPU)

• Khối truyền thông nối tiếp UART

• Các cổng giao tiếp song song (parallel port)

• Khối điều khiển truy xuất bộ nhớ trực tiếp (DMA controller)

Các loại SoC thường thấy trên thị trường Smartphone:

A Snapdragon

Snapdragon của Qualcomm là một bộ xử lý trung tâm với các thành phần chính:

• CPU xử lý (Scorpion)

• GPU Adreno

• GPS định vị

• Modem kết nối di động (LTE, 3G, WLAN, BT)

Snapdragon tính hợp hầu như tất cà các loại chip chính vào 1 con chip duy nhất, điều này tạo ra lợi thế về tiết kiệm điện năng và diện tích trên mainboard

B Exynos

Đây là chip được Samsung trang bị cho các Smartphone Android cao cấp của hãng, bắt

đầu từ Galaxy S với Exynos 3110 (Hummingbird)

• CPU xử lý (Cortex)

• GPU Mali

Sau khi giới thiệu Galaxy SII với Exynos 4210 thì sắp tới đây, Samsung sẽ giới thiệu Exynos 5450 với CPU Quad-core Cortex-A15 2.0GHz và GPU MaliT658

C Tegra

Đây là dòng SoC do nVIDIA sản xuất, chip này tích hợp:

• CPU Cortex

• GPU

• Chip cầu bắc / chip cầu nam

• Bộ điều khiển bộ nhớ

Trên lý thuyết, đây là dòng chip cho khả năng xử lý đồ họa mạnh mà lại tiêu thụ ít năng lượng Hiện tại đại diện mới nhất của dòng này là Tegra 3 với CPU Coretex A9 1.3GHz bốn nhân, GPU 12 nhân ULP

D OMAP

Chip xử lý OMAP do hãng Texas Instrument sản xuất nên thường thấy thông tin cấu

hình ghi là TI OMAP, trong chip bao gồm:

• CPU Cortex

• GPU PowerVR

Trên Galaxy Nexus trang bị OMAP4460 với CPU Cortex A9 dual-core, GPU

PoerVRSGX540 và Dual-channel LPDDR2 (Tegra 2 chỉ dùng Single-channel)

E Intel ATOM

F Kirin

G Mediatek

Bộ nhớ

A.Internal - Bộ nhớ trong

1.RAM

RAM (viết tắt từ Random Access Memory trong tiếng Anh) là một loại bộ nhớ chính

của máy tính RAM được gọi là bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên vì nó có đặc tính: thời

gian thực hiện thao tác đọc hoặc ghi đối với mỗi ô nhớ là như nhau, cho dù đang ở bất

kỳ vị trí nào trong bộ nhớ

Các chip RAM có thể đọc hay ghi dữ liệu nên RAM cũng được hiểu như là một bộ nhớ đọc-ghi (read/write memory), trái ngược với bộ nhớ chỉ đọc ROM (read-only memory) Thông tin lưu trên RAM chỉ là tạm thời, chúng sẽ mất đi khi mất nguồn điện cung cấp

Các loại DRAM (Dynamic RAM): RAM động

• SDRAM (Viết tắt từ Synchronous Dynamic RAM) được gọi là DRAM đồng bộ

SDRAM gồm 3 phân loại: SDR, DDR, DDR2 va DDR3

• DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), thường được giới chuyên môn gọi tắt là

"DDR" DDR SDRAM là cải tiến của bộ nhớ SDR với tốc độ truyền tải gấp đôi SDR nhờ vào việc truyền tải hai lần trong một chu kỳ bộ nhớ Đã được thay thế bởi DDR2.

• DDR2 SDRAM (Double Data Rate 2 SDRAM), Thường được giới chuyên môn gọi tắt là "DDR2" Là thế hệ thứ hai của DDR, lợi thế lớn nhất của nó so với DDR là có bus

speed cao gấp đôi clock speed

• DDR III SDRAM (Double Data Rate III SDRAM): gọi tắt là "DDR3", có tốc độ bus

800/1066/1333/1600 Mhz

Sự thật là khả năng của điện thoại để chạy đồng thời các ứng dụng phụ thuộc vào dung lượng RAM còn trống vào thời điểm đó và bộ nhớ RAM không bao giờ là quá nhiều đối với 1 chiếc Smartphone

Ví dụ: iPhone 4 và Samsung Nexus S có 512MB RAM có thể chạy nhiều ứng dụng mà

không sợ làm giảm hiệu suất của điện thoại

2 ROM

Bộ nhớ chỉ đọc (Read-Only Memory - ROM) là một loại thiết bị lưu trữ dùng trong

máy tính và các thiết bị khác Nó có tên như vậy vì không dễ để ghi thông tin lên nó Không giống như RAM, thông tin trên ROM vẫn được duy trì dù nguồn điện cấp không còn

ROM, theo đúng nghĩa, chỉ cho phép đọc dữ liệu từ chúng tuy nhiên tất cả các loại ROM đều cho phép ghi dữ liệu ít nhất một lần, hoặc khi sản xuất lần đầu hoặc trong bước lập trình Một số loại ROM cho phép xóa và lập trình lại nhiều lần

B External - Bộ nhớ ngoài

Thẻ nhớ là một dạng bộ nhớ mở rộng của các thiết bị số cầm tay (bao gồm:

PocketPC, Smartphone, Điện thoại di động, Máy ảnh số, Máy quay video số…) thường

có kích thước khá nhỏ Thẻ nhớ sử dụng công nghệ flash để ghi dữ liệu

Thẻ nhớ được chia thành nhiều thể loại:

• CompactFlash Type I/II (CF)

• Microdrive

• Secure Digital (SD), miniSD, micro SD

• MultiMediaCard (MMC), RS-MMC, Micro MMC

• Memory Stick, Memory Stick PRO, Memory Stick Duo, Memory Stick

PRO Duo (Độc quyền của hãng SONY)

• xD (Độc quyền của hãng Fujifilm và Olympus)

Độc quyền ở đây được hiểu chỉ được hãng phát triển loại thẻ này sử dụng cho các sản

phẩm của chính hãng mà ít cấp phép sử dụng cho các hãng khác, loại thẻ này được không được sử dụng phổ biến trên thị trường

Tốc độ đọc và ghi của các loại thẻ nhớ là một thông số quan trọng, tốc độ đọc/ghi càng lớn có thể giúp thực hiện các tác vụ nhanh hơn, làm giảm nguy cơ gây lỗi khi làm việc

C Các đơn vị thường dùng:

1 Bit

Bit là đơn vị thông tin Bit có thể nhận 2 giá trị: 0 hoặc 1 Nó có thể được biểu diễn theo nhiều cách khác nhau Có thể là trạng thái đóng hay mở của mạch điện, một vệt khắc bằng tia laser trên bề mặt đĩa CD v.v Các bit có thể dùng để thể hiện số tự nhiên trong

hệ nhị phân

“bit” thường viết tắt là “b”

2 Byte

Byte là một đơn vị lưu trữ dữ liệu cho máy tính, bất kể loại dữ liệu đang được lưu trữ, byte có 8 bit

"Byte" thường được viết tắt là "B"

3 Hz

Hertz là đơn vị đo số truyền dẫn tín hiệu trong 1 giây Trong Smartphone cũng như máy tính thì đây là đơn vị dùng để đo tốc độ xử lý

Màn hình cảm ứng

Màn hình cảm ứng là màn hình hiển thị hình ảnh điện tử có lớp cảm ứng cho phép người dùng tương tác trực tiếp với giao diện của điện thoại bằng bút stylus, ngón tay hoặc bàn tay…

A Loại màn hình cảm ứng

1 Màn hình cảm ứng Điện trở (Resistive touchscreen) có hai lớp vật liệu dẫn điện

với một kẽ hở nhỏ giữa chúng Khi ngón tay của bạn ấn vào một điểm trên màn hình,

hai lớp nối vào và tạo thành một mạch tại điểm đó Các thông tin từ mạch đó đi vào bộ

vi xử lý của điện thoại

Hiện tại rất ít Smartphone còn dùng loại màn hình cảm ứng này

2 Màn hình cảm ứng Điện dung (Capacitive touchscreen) thường thấy tại các

Smartphone hiện nay Màn hình này thường chỉ gồm một lớp thủy tinh được phủ bằng một lớp dẫn điện trong suốt như ôxít thiếc indi Cơ thể con người cũng dẫn điện, nên khi chạm ngón tay vào lớp kính phủ phía trên, nó tạo ra sự gián đoạn trong tĩnh điện trường của màn hình Các bộ vi xử lý của điện thoại sẽ phát hiện vị trí của sự gián đoạn đó

B Công nghệ màn hình

1 LCD

Màn hình tinh thể lỏng (Liquid Crystal Display) là loại thiết bị hiển thị cấu tạo bởi các

tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả năng thay đổi tính phân cực của ánh sáng và do đó thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua khi kết hợp với các kính lọc phân cực Chúng có ưu điểm là phẳng, cho hình ảnh sáng, chân thật và tiết kiệm năng lượng

2 TFT LCD

TFT LCD là màn hình LCD dùng ma trận transistor phiến mỏng (Thin Film Transistor)

có có thời gian đáp ứng nhanh và chất lượng hình ảnh cao Các điểm ảnh được điều khiển độc lập bởi một transistor và được đánh dấu địa chỉ phân biệt, khiến trạng thái của từng điểm ảnh có thể điều khiển độc lập, đồng thời và tránh được bóng ma thường gặp ở DSTN LCD (LCD ma trận thụ động - Dual Scan Twisted Nematic)

3 Panel

Panel là một tấm phẳng của vật liệu có chứa tinh thể lỏng sẽ phản ứng theo những cách khác nhau khi dòng điện tác dụng vào Ngoài các thông số kỹ thuật như độ tương phản, tần số đáp ứng, tốc độ làm tươi thì công nghệ panel là yếu tố quyết định chất lượng màn hình LCD

TN Twisted Nematic

- Ưu điểm: có thời gian đáp ứng rất nhanh (từ 2-5ms)

- Nhược điểm : khả năng hiển thị màu sắc kém và góc nhìn hạn chế

VA Vertical Alignment

- Ưu điểm : khả năng tái hiện màu sắc sặc sỡ, độ tương phản cao và mở rộng góc nhìn

ra 170o theo cả hai chiều

- Nhược điểm : thời gian phản ứng không tốt lắm, không phù hợp cho hiển thị chuyển

động nhanh

IPS In-Plane Switching

- Ưu điểm : khả năng thể hiện màu sắc trung thực và rất ấn tượng, gần tương đương như màn hình CRT và góc nhìn lớn nhất

- Nhược điểm : chi phí cao

4 OLED

Công nghệ OLED (Organic Light Emitting Diode) sử dụng đi-ốt hữu cơ phát quang được Kodak nghiên cứu và phát triển từ những năm 1980 Các phân tử OLED có khả năng tự phát sáng (phát sáng trực tiếp) khi có dòng điện chạy qua nên không cần sử dụng ánh sáng nền phát quang riêng như LCD Điều này giúp màn hình OLED tiết kiệm điện năng khá lớn so với màn hình LCD, đồng thời độ phân giải, độ tương phản và góc nhìn cũng cao hơn Việc sản xuất màn hình OLED kích thước lớn, cực mỏng (dày chưa đến 1mm) rất dễ dàng so với màn hình LCD Ngoài ra, loại màn hình này có thể cuộn lại, dán vào tường hoặc đem căng lên trong khung như màn hình chiếu phim

5 AMOLED

AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diode) là công nghệ màn hình diode phát quang hữu cơ ma trận động Đây được xem là công nghệ chế tạo màn hình cao cấp nhất hiện nay dành cho các thiết bị di động Công nghệ AMOLED có lịch sử gắn liền với sự phát triển của màn hình diode phát quang hữu cơ (tức OLED)

Bên cạnh các ưu điểm chung của công nghệ OLED là độ mỏng, chất lượng hiển thị hình ảnh cao, AMOLED còn nổi trội hơn với mức tiêu thụ điện năng giảm từ 40 đến 50% so với màn hình LCD Đối với công nghệ AMOLED, Samsung là công ty đầu tiên nghiên cứu, phát triển cũng như ứng dụng rộng rãi màn hình AMOLED

a) Super AMOLED

Super AMOLED (Super Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode) là công nghệ được phát triển từ AMOLED Lưu ý: Super AMOLED và AMOLED cùng một công nghệ hiển thị, nó chỉ khác nhau về công nghệ cảm ứng

Ưu điểm của Super AMOLED (so sánh với AMOLED):

- Giảm 20% điện năng tiêu thụ

- Phản xạ ít hơn 80% lượng ánh sáng mặt trời

- Góc nhìn 180 độ

- Sáng hơn 20%

- Độ tương phản 100.000:1

b) Super AMOLED Plus

Khác biệt giữa màn hình Super AMOLED Plus và Super AMOLED là Samsung thay thế công nghệ PenTile (một điểm ảnh chỉ có thể hiển thị một màu xanh lá và 1 trong 2 màu đỏ hoặc xanh dương) bằng Real-Stripe (là cách sắp xếp 3 màu RGB truyền thống) Việc thể hiện đúng RGB sẽ giúp cho màn hình Super AMOLED Plus chứa nhiều sub

pixel hơn 50% so với thế hệ cũ đồng thời ít bị ám màu xanh hơn hiện tại.

6 Retina Display

"Retina" có nghĩa là "võng mạc"

Theo Steve Jobs, con số “kì diệu” mà mắt người có thể phân biệt được tối đa nhất

khoảng 300 ppi Do đó, Apple gọi màn hình LCD mật độ điểm ảnh tương đương với 326ppi của iPhone4 (sau này còn có iPod Touch Gen4, iPhone4S) là Retina Display Với màn hình này, người dùng sẽ cảm thấy hình ảnh rất mượt, không bị những vết cắt lởm chởm

7 Gorilla Glass

Gorilla Glass là một loại kính mỏng chất lượng cao làm từ kiềmaluminosilicate, được đánh giá rất cao về khả năng chịu lực và chống xước Công nghệ này cho phép kính có

độ bền cao hơn so với kính truyền thống, giúp giảm thiểu vết xước, lõm và nứt do va đập hoặc tiếp xúc với vật nhọn

C Các thông số

1 Pixel

Một pixel (điểm ảnh) là một điểm sáng màu cơ bản nhất trên màn hình, tập hợp tất cả các pixel này trên màn hình thì được gọi là “độ phân giải” Pixel không có kích thước định trước

2 Pixels Per Inch (ppi) ppi chỉ số lượng pixel có trên 1 inch vuông của một bức ảnh số

hoặc màn hình máy tính, tuy không ảnh hưởng đến chất lượng thực sự của bức ảnh nhưng ppi có thể ảnh hưởng đến việc hiển thị bức ảnh đó màn hình hoặc bản in

Lưu ý: Dots Per Inch (dpi) chỉ độ phân giải của các bản in mà máy in có thể tạo ra Đây

là một đặc tính vật lý của máy in Mỗi dot của máy in đều có kích thước vật lý xác định Máy in sử dụng các dot mực để hiển thị hình ảnh; máy in tạo ra càng nhiều dot trên một inch vuông thì chất lượng bản in càng cao