HPC[手持電腦]

手持電腦(HPC)的主要功能應包括：運算處理、數據存儲、輸入輸出、數據通信和系統擴展五方面，軟體和硬體的有機結合是充分實現這些功能的必要條件。在作業系統採用Microsoft公司的Windows CE2.0的前提下，系統設計所選用的硬體有一定的限制，必須支持此作業系統。另外，硬體還必須滿足中文信息處理的要求。由於是手持電腦，在整機體積、功耗及符合人機工程要求等方面上也要予以特別的考慮。

關鍵技術

運算處理

運行Windows CE要求特定系列的32位處理器， 除了基本信息處理功能，如個人信息管理（PIM）、計算器、電子字典、地圖等資料庫檢索和圖形用戶界面的需要外，還要求具有像數字通信、手寫識別、人工智慧、語言輸入等較高信息處理要求的計算能力。例如，V.34的軟體 Modem約要花費15MIPS(百萬條指令/秒)運算、語音壓縮需用20MIPS的計算。為嵌入式套用設計的處理器受晶片體積和功耗的限制，多採用精簡指令結構(RISC），不僅簡化了晶片結構，同時使晶片的性能得到了很大提高。日立公司新近推出的SH4處理器主頻已達200MHz，運算速度為360MIPS。目前，用於HPC的32位RISC處理器絕大多數為日立的SH3或以MIPS公司（現被SGI收購）的R3000為核心的晶片（如Philips的PR31700、NEC的VR4101等），儘管Windows CE 2.0版本開始支持Intel的x86、Motorola的PowerPC以及DEC的ARM處理器，但市場的占有量還很小，缺乏豐富的商品軟體。

數據存儲

由於HPC沒有硬碟作為外部存儲器，所有軟體和數據都放在記憶體里，對RAM及ROM的容量有較大的要求。Windows CE 2.0的最小配置是2MB RAM和4MB ROM；中文Windows CE出來以後，需要的ROM會更大，如再加上自己開發的中文信息輸入輸出程式，至少需8Mb容量的ROM。Mask ROM和Flash Memory(快閃記憶體)是兩種選擇，前者大規模生產時成本會很低，後者可線上更新。Intel採用創新的多比特存儲單元技術生產出了單片64兆比特（Mbit）的Flash存儲器，美國的AMD和日本的東芝公司也都生產出了適合電池驅動的32Mbit的Flash晶片。

輸入輸出

HPC的輸入形式包括筆（Stylus）、語音、按鍵和鍵盤。筆輸入是在壓敏式觸控螢幕（Touchscreen）上進行的，為最主要的輸入形式。語音輸入有兩種使用目的，一是作話語錄音，另一用途是對語音進行識別，用作文字或命令輸入。按鍵的設定是為了一鍵獲取信息，方便非專業用戶的使用。鍵盤是傳統的計算機輸入設備，特別適合外文字母型文字的輸入，也是台式機專業用戶習慣了的錄入形式。隨著HPC日趨掌上化以及在線上字元識別的成熟，這種輸入方式已不是必不可缺的了，有可能被筆輸入和虛擬（軟體）鍵盤所取代。

HPC的輸出有LCD顯示和語音兩種，分別對應人的視覺和聽覺。螢幕尺寸為1/2 VGA的640×240點陣和1/4 VGA的240×320點陣，顯示GUI環境下的文字和圖形數據。LCD有單色、灰度和彩色三種，價格由低到高，單色LCD常用2－bit 4級灰度，彩色LCD最多是8－bit 256種顏色。語音輸出不僅能重放錄入的聲音信號，還能輸出由文本合成的語音，提供語音校對和語言學習功能。另外，自動音頻撥號，鬧鐘時間提示也是語音輸出能完成的基本套用。

數據通信

掌上電腦

靈活、強大的通信能力彌補了狹小機盒對HPC的限制，與台式微機的數據同步更新更是HPC區別於以前的PDA的顯著特徵之一。採用RS232標準串口和IrDA紅外接口可以實現HPC跟PC以及HPC之間的本地聯絡，可完成數據同步與交換和程式裝載與升級。與Internet和遠端計算機的通信以及E－mail的傳輸建立在一個33.6kbps的V.34 Modem的基礎上，畢竟模擬電話線還是目前最普及的通信基礎設施。Modem的信道編解碼和糾錯計算可以由主處理器通過軟體實現，系統只需外加一個V.34的模擬前端接口晶片即可，消除了以前基於PCMCIA的Modem使用時電流過大（約600mA）的問題。除此之外，還可配置自適應紅外功能，對多種不同家電實施遙控。

系統擴展與升級

PCMCIA是Windows CE的標準擴充接口，可用它插接Compact Flash儲存卡、乙太網和數字攝像頭等專用卡設備。由於Windows CE 2.0作業系統和其要求的記憶體大小均會發生變化，有必要考慮系統的升級可能，可裝卸式記憶體卡可以保護自己和用戶的投資。同時，當作業系統和基本軟體變化不大時系統還應該能夠採用線上升級的辦法進行更新。

功耗控制

作為電池驅動的手持設備，HPC上電後處在運行（Operating）、睡眠（Sleep）或待機（Standby）三種狀態中的某種狀態，由處理器自己或程式對系統進行調整，最大可能地延長電池的使用時間。選用的器件是為低功耗設備專門製做的，在無訪問時能自動進入Sleep或Standby狀態，否則必須在電路上作專門的節電設計。Windows CE 2.0建議在2－bit 4灰度320×240 LCD顯示下，帶有2MB RAM、2MB ROM的HPC用2節普通五號(AA)鹼性電池可提供15～20小時的連續正常運行，並有可選用的交流電適配器供數據交換等高耗電程式運行。

中文信息支持

美國Microsoft公司已經開發出中文Windows CE作業系統，我們在硬體上主要應考慮的是為系統配備足夠的Mask ROM或Flash Memory。除了中文作業系統所占的存儲空間外，還要為我們的漢字輸入法、智慧型手寫輸入法、語音命令識別程式及它們所用資料庫留出空間。在輸入接口上，為滿足識別的精度，觸控螢幕和語音的A/D轉換器要有較高的解析度。

前景預測

綜述

2009年12月日立推出了200MHz的64位的SH4處理器，它採用超標量技術，性能達到360MIPS，使很多過去需在台式機上完成的工作在掌上電腦中也可做到。加上存儲器技術的發展，如大容量Flash Memory、FerroRAM、Rambus RAM等的出現，我們認為，HPC處理器速度的提高能在實時智慧型接口方面得到進一步的套用：

語音和文字的識別

精度更高，反應更快，與用戶的接口會更自然；

語音和圖像壓縮

採用對運算量需求很大的多媒體壓縮技術，如語音的CELP、圖像的H.263和MPEG4可實現Smart Phone和Video Phone通信以及數字媒體的編碼存儲。

此外，HPC與無線尋呼、蜂窩電話等通信產品的結合，HPC與掌上電視等消費產品的結合，甚至與攜帶型醫療保健設備的融合，都是未來HPC拓展套用的方向。手持電腦本質上是為個人使用的，並且不受場地和時間的限制，這是電腦從機房走入辦公室，再走入家庭後的又一進步。

HPC的處理器目前面積還比較大，電池的使用時間也還較短。Philips在實現小型化和低功耗方面有一定的優勢。其新的PR32000處理器為LQFP128封裝，只有14mm×14mm的面積，75MHz運行時工作電流僅有75mA。在數字家電上的優勢有可能使Philips在HPC的多媒體套用上會顯出更強的競爭能力