手机硬件基带培训资料.pptx
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1、1一、概述1、平台介绍2、方案介绍3、硬件总体框图第1页/共66页21、平台介绍公司开发平台非常完备,分别是PHS、GSM、CDMA、WCDMA。自研PDA产品p500已经上市。TD-SCDMA也在预研中。固定台产品线也已经成立。第2页/共66页32、方案介绍GSM部分主要由TI方案和ADI方案,其中ADI方案比较成熟。CDMA部分主要为QUALCOMM方案。PHS部分主要为OKI(日本冲电气公司)方案和KYOCERA方案。WCDMA部分主要是QUALCOMM方案,ADI方案还在预研中。PDA目前主要是INTEL方案。第3页/共66页43、硬件总体框图下载口行列扫描前端开关XP222A功放08
2、122B功放控制AD8315VCO0897/1747G零中频收发器AD6523压控振荡器D136008122B锁相环AD652408122B晶振13M 模拟基带AD6521基带处理器AD6522电池ID电池温度电池电压耳机检测MICRECEIVER键盘板双色灯键盘背光LCD背光振动马达霍尔开关SIM卡MIDIFLASHSPEAKER65K彩屏系统连接器射频基带ADI430平台第4页/共66页53、硬件总体框图QALCOMM MSM6250平台第5页/共66页6二、基带硬件组成1、基带套片构成2、基带套片浏览3、套片功能介绍4、基带结构框图5、射频接口6、关键技术简介7、功能单元第6页/共66页
3、71、基带套片构成基带套片主要由基带套片主要由数字处理数字处理、模拟转换模拟转换、电源管理电源管理三三部分组成。部分组成。p多芯片:数字基带芯片、模拟基带芯片、电源芯多芯片:数字基带芯片、模拟基带芯片、电源芯片片p双芯片双芯片 数模混合芯片、电源芯片。数模混合芯片、电源芯片。数字基带芯片、模电混合芯片。数字基带芯片、模电混合芯片。p单芯片单芯片第7页/共66页82、基带套片浏览ADI方案第8页/共66页92、基带套片浏览QUALLCOM方案第9页/共66页103、套片功能简介1)模拟基带芯片 主要完成IQ信号、语音信号及其它部分信号的调制解调、AD/DA转换及滤波处理等。IQ信号部分其它辅助信
4、号部分语音信号部分第10页/共66页113、套片功能简介2)数字基带芯片 一般集ARM和单个或多个DSP于一体,并包含MMI、背光、大量GPIO、USC、JTAG及与模拟基带芯片和射频部分的接口等。主要完成数据处理、功能控制、多媒体应用等第11页/共66页123、套片功能简介3)电源芯片 供电:为手机提供各路电源。内部有很多LDO及开关电源,将变化的电池电压转化为恒定的输出电压。充电:提供充电功能,支持锂电池、镍氢电池。具有涓流充电、恒流/恒压及脉冲充电方式,留有外部接口可进行充电电流值的调整。第12页/共66页134、基带结构框图GSM部分为例 模拟基带数字基带语音AD/DA射频 AD/DA
5、GMSK调制器解调器均衡器协议栈&MMI部分Layer 1协议GSM Vocoder信道编解码器交织/解交织加密/解密Burst形成天线射频收&发SIM卡数据接口键盘RAMFLASHLCD显示蜂鸣器背光电源管理MICReceiverMMC卡摄像头第13页/共66页144、基带结构框图CDMA 5105平台第14页/共66页155、RFBB接口F电源F时钟FIQ信号FAFC、AGCF其他控制信号第15页/共66页166、关键技术简介语音编解码F目的:在提供可接受话音质量的同时,尽可能降低数据率目的:在提供可接受话音质量的同时,尽可能降低数据率F技术技术F波形编码:优良的话音质量波形编码:优良的话
6、音质量 24k-32kbpsF声源编码:高效压缩性声源编码:高效压缩性 400bpsF混合编码:混合编码:8k-16kbpsF编码方式:编码方式:GSMRPE-LTP:规则脉冲激励:规则脉冲激励长期预测长期预测编码编码 CDMAQCELP/EVRC:激励线性预测高通编码:激励线性预测高通编码 PHSADPCM:自适应差分脉码调制:自适应差分脉码调制F算法实现:算法实现:DSP、声码器(、声码器(Vocoder)第16页/共66页176、关键技术简介信道编解码F目的目的 改善传输过程中由噪声和干扰造成的误差,提高系统可靠性改善传输过程中由噪声和干扰造成的误差,提高系统可靠性F技术技术F分组码分组
7、码/卷积码;线性码卷积码;线性码/非线性码;非线性码;二进制码二进制码/多进制码多进制码FViterbi译码译码F交织交织/解交织:比特交织技术分散成群误差趋于随机分布,解交织:比特交织技术分散成群误差趋于随机分布,改善了码组误码率的性能,降低了对编码的总设计要求改善了码组误码率的性能,降低了对编码的总设计要求第17页/共66页186、关键技术简介基带调制F目的目的F使信号特性与信道特性相匹配使信号特性与信道特性相匹配F技术要求技术要求F满足频谱特性满足频谱特性F抗干扰抗干扰 抗衰落抗衰落(包络恒定)(包络恒定)F方式方式 GMSK(GSM)、)、PSK(CDMA)、)、QPSK(PHS)第1
8、8页/共66页196、关键技术简介自适应均衡F目的目的 解决由多径衰落引起的时延扩展造成的高速传输时码元解决由多径衰落引起的时延扩展造成的高速传输时码元间的干扰性间的干扰性F技术技术 Viterbi算法算法(用于接收数据)用于接收数据)F其它抗衰落技术其它抗衰落技术F分集分集/合并合并F跳频跳频第19页/共66页207、功能单元LCD模块F分类分类F黑白、灰度、彩色黑白、灰度、彩色F主动、被动主动、被动F反射式、半透式、透射式反射式、半透式、透射式F主要指标主要指标F视角视角F反应速度反应速度F功耗功耗第20页/共66页217、功能单元LCD模块F构成构成F玻璃、玻璃、IC、FPC、背光、导光
9、板、支架、背光、导光板、支架 F工作机制工作机制F液态分子晶体在电压作用下发生排列变化液态分子晶体在电压作用下发生排列变化F液晶层能够使光线发生扭转液晶层能够使光线发生扭转F滤色片产生各种色彩滤色片产生各种色彩第21页/共66页227、功能单元LCD模块FColor STN(Color Super Twisted Nematic)F价格较低、色彩丰富、工艺成熟价格较低、色彩丰富、工艺成熟FTFT(Thin Film Transistor LCD)F响应速度快、色彩鲜艳、高清晰度、技术含量高响应速度快、色彩鲜艳、高清晰度、技术含量高FOLED(Organic Light Emitting Dio
10、de)F自发光、宽视角、高亮度、色彩多样、快速响应、低功耗自发光、宽视角、高亮度、色彩多样、快速响应、低功耗第22页/共66页237、功能单元充电器F充电器分类充电器分类F座充座充F旅充旅充(线性、开关(线性、开关)F技术要求技术要求F对过冲、过载、过压、短路必需做保护动作对过冲、过载、过压、短路必需做保护动作F纹波:充电器稳定输出后在带宽纹波:充电器稳定输出后在带宽20M内纹波应不大于内纹波应不大于150mVF温升:充电器外壳温度应不大于温升:充电器外壳温度应不大于65F安规认证安规认证第23页/共66页247、功能单元MIDIF类型类型F硬件硬件、软件软件F16和弦、和弦、32和弦、和弦、
11、40和弦、和弦、72和弦和弦F功能:功能:FFM SynthesizerFWave Table(ADPCM/PCM)FBuilt-in Speaker AMPF品牌:品牌:Yamaha、OKI第24页/共66页257、功能单元摄像头FCCDFCharge Coupled DeviceFCMOS Image SensorFCMOS工艺工艺第25页/共66页267、功能单元图像协处理器FJPEG Codec FCIS、LCD控制控制F2D、3D图象引擎图象引擎FMPEG4 Codec第26页/共66页277、功能单元系统连接器F功能功能F下载软件下载软件F充电充电F进行出厂测试进行出厂测试F数据功
12、能数据功能F接附件(如免提耳机、充电器等)接附件(如免提耳机、充电器等)F接口统一性接口统一性如如GSMGSM手机的手机的P101P101、P100P100平台、平台、P500P500平台、平台、P600P600平台充电、平台充电、数据业务接口一致数据业务接口一致第27页/共66页287、功能单元用户识别卡F功能功能 用户的身份识别及通信加密,可存储电话号码、短信息等用户个人信息。用户的身份识别及通信加密,可存储电话号码、短信息等用户个人信息。F分类分类F制式:制式:GSMSIM卡、卡、CDMAUIM卡卡F工作电压:工作电压:5V、3V、1.8VFPHS手机采用烧号方式,因此没有配备用户识别卡
13、,不过后续会有手机采用烧号方式,因此没有配备用户识别卡,不过后续会有F接口信号接口信号 时钟(时钟(SIM_CLKSIM_CLK)、数据()、数据(SIM_IOSIM_IO)、电源()、电源(SIM_VDDSIM_VDD)、复位()、复位(SIM_RSTSIM_RST)第28页/共66页297、功能单元声响振动F麦克风(麦克风(MIC)F将将声声信号转变成电信号的换能器信号转变成电信号的换能器F 交流阻抗:交流阻抗:2.2k 1kHzF灵敏度:灵敏度:443dB 和和423dB F频率响应频率响应 F耳机耳机 F话筒由麦克风和麦克风音腔组成话筒由麦克风和麦克风音腔组成 F听筒由听筒由speak
14、er和和speaker音腔组成音腔组成F震动马达震动马达F柱形(柱形(Bar Type)F扁平(扁平(Coin Type)第29页/共66页307、功能单元声响振动F受话器(受话器(Receiver)F将将电电信号转换成相应声信号且紧密耦合于人耳的电声换能器信号转换成相应声信号且紧密耦合于人耳的电声换能器F交流阻抗:交流阻抗:3220%1kHz3220%1kHzF灵敏度灵敏度F频率响应:频率响应:100Hz4kHz F扬声器(扬声器(Speaker)F与受话器的主要区别在于与受话器的主要区别在于功率、频响范围、交流阻抗功率、频响范围、交流阻抗不同不同 F交流阻抗交流阻抗 F灵敏度灵敏度 F频率
15、响应频率响应:10kHz10kHz以上以上第30页/共66页317、功能单元FLASHF分类:分类:NOR和和NAND两大系列两大系列F作用:程序作用:程序/数据存储数据存储F特性特性F闪存(闪存(Flash)FRAM(SRAM、PSRAM、SDRAM)F参数参数F容量(容量(NOR:16+2、32+4、64+8、NAND:256+256、512+512等)等)闪存的特点:容量大、存取速度快、编程方便、多块结构第31页/共66页327、功能单元FLASHFlashSRAME2PROM存取速度快快慢掉电后数据保存 能不能能可否按字节擦除不能能能存储容量最大大小F利用闪存的多块(利用闪存的多块(B
16、ANK)结构或者软件)结构或者软件E2PROM仿真技术,仿真技术,可以用可以用Flash替代替代E2PROM。第32页/共66页337、功能单元FLASHF两种方式:编程器(批量生产)、在线下载两种方式:编程器(批量生产)、在线下载F在线下载的两种情况在线下载的两种情况F第一次下载第一次下载F已下载过程序已下载过程序F自引导(自引导(BOOT)程序)程序F编程次数:一般为十万次循环编程次数:一般为十万次循环第33页/共66页347、功能单元电源时钟F电源电源F电池:主电池、后备电池(实时时钟)电池:主电池、后备电池(实时时钟)F电源管理芯片(电源管理芯片(LDO、POWER IC)F时钟时钟F
17、快时钟快时钟 GSM13MHz、PHS19.2MHz CDMA19.2/19.68/19.8MHz、WCDMA19.2MHzF慢时钟(慢时钟(32.768kHz):低功耗、实时时钟):低功耗、实时时钟第34页/共66页357、功能单元数据线F作用:程序下载和数据通讯作用:程序下载和数据通讯F分类:分类:FUSB数据线数据线F串口数据线串口数据线F速度:速度:FUSB型支持型支持12MbpsF串口支持串口支持460800bps第35页/共66页36三、原理简介1、键盘扫描2、充电管理4、音频子系统3、存储系统第36页/共66页371、键盘扫描F开关机 以ADI430平台为例,采用5X5矩阵式键盘
18、扫描电路,使用中断方式进行按键扫描。另有一个开机键,连接于ROW0与地之间,并与电源芯片ADP3408连接。当此键按下时,ROW0 会变成低电平,导致ADP3408打开各路LDO,手机程序开机运行。首先程序检测ROW0输入端保持低电平的时间是否足够长,如果足够长则正常运行,否则会关机。关机时同样检测ROW0端电平,进行类似处理。这样实现了按键开关机功能。其它平台的处理方法没有太大的差异。第37页/共66页381、键盘扫描F内部逻辑框图 第38页/共66页392、充电管理F基本过程 对于锂电池,充电方式主要有涓流充电、恒流充电、恒压充电和脉冲充电四种方式。对于过放电电池,应采用涓流充电以提高电池
19、寿命,充电电流较小,当电池电压回升到3.2V左右,再增加充电电流进入恒流充电方式。当电池电压上升到4.2V时,电量接近充满,为进一步增加电量,此时进入恒压充电方式,即逐渐减小充电电流,电池电压缓慢上升,当电压上升到4.35V左右或者充电电流小于30mA左右,可以认为电池充满,结束充电过程。充电管理方式目前已由硬件充电转化为软件充电方式。P100平台手机就采用软充电方式。TI、3G平台也基本上是软充电方式。第39页/共66页402、充电管理F典型曲线 第40页/共66页413、存储系统手机系统一般均使用flash做为程序存贮器,使用SRAM(静态RAM)做为随机数据存贮器。为减小芯片面积,通常手
20、机中使用的是将flash和SRAM集成一体的二合一芯片,俗称“combo”。随着生产工艺的发展,现在SRAM大有被PSRAM(伪静态RAM)替代的趋势。后者采用SRAM外部接口,内部使用DRAM的结构,具有很低的成本。flash和SRAM的容量计算单位通常是Mbit,我们使用的有16+2、32+4、32+8、64+8、64+16及128+32等几种规格。对于flash的访问是采用指令方式的,我们支持JEDEC和intel两种最常用的flash系统。通常访问指令被集成在软件的文件系统中,使用函数接口与用户程序连接。一般只需要更改mID和dID即可访问不同厂家的flash。F以NOR FLASH为
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