手机硬件基带培训资料

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1、1,手机硬件基带知识介绍,2,一、概述,1、平台介绍2、方案介绍3、硬件总体框图,3,1、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。,4,2、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。,5,3、硬件总体框图,ADI430平台,6,3、硬件总体框图,Q

2、ALCOMM MSM6250平台,7,二、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,8,1、基带套片构成,基带套片主要由数字处理、模拟转换、电源管理三部分组成。多芯片：数字基带芯片、模拟基带芯片、电源芯片双芯片 数模混合芯片、电源芯片。 数字基带芯片、模电混合芯片。单芯片,9,2、基带套片浏览,ADI方案,10,2、基带套片浏览,QUALLCOM方案,11,3、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,其它辅助信号部分,语音信号部分

3、,12,3、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,13,3、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。,14,4、基带结构框图,GSM部分为例,数字基带,语音AD/ DA,射频 AD/ DAGMSK调制器,协议栈&MMI,部分Layer 1协议

4、,SIM卡,数据接口,键盘,RAM,FLASH,LCD显示,蜂鸣器背光,电源管理,MMC卡,摄像头,15,4、基带结构框图,CDMA 5105平台,16,5、 RFBB接口,电源时钟IQ信号AFC、AGC其他控制信号,17,6、关键技术简介,语音编解码,目的：在提供可接受话音质量的同时，尽可能降低数据率技术波形编码：优良的话音质量 24k-32kbps声源编码：高效压缩性 400bps混合编码：8k-16kbps编码方式：GSMRPE-LTP：规则脉冲激励长期预测编码 CDMAQCELP/EVRC：激励线性预测高通编码 PHSADPCM：自适应差分脉码调制算法实现：DSP、声码器（Vocode

5、r）,18,6、关键技术简介,信道编解码,目的 改善传输过程中由噪声和干扰造成的误差，提高系统可靠性技术分组码/卷积码；线性码/非线性码； 二进制码/多进制码Viterbi译码交织/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,19,6、关键技术简介,基带调制,目的使信号特性与信道特性相匹配技术要求满足频谱特性抗干扰 抗衰落 （包络恒定）方式 GMSK（GSM）、PSK（CDMA）、QPSK（PHS）,20,6、关键技术简介,自适应均衡,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间的干扰性技术 Viterbi算法 （用于接收数据）

6、其它抗衰落技术分集/合并跳频,21,7、功能单元,LCD模块,分类黑白、灰度、彩色主动、被动反射式、半透式、透射式主要指标视角反应速度功耗,22,7、功能单元,LCD模块,构成玻璃、IC、FPC、背光、导光板、支架 工作机制液态分子晶体在电压作用下发生排列变化液晶层能够使光线发生扭转滤色片产生各种色彩,23,7、功能单元,LCD模块,Color STN（ Color Super Twisted Nematic ）价格较低、色彩丰富、工艺成熟TFT（ Thin Film Transistor LCD ）响应速度快、色彩鲜艳、高清晰度、技术含量高OLED（Organic Light Emittin

7、g Diode）自发光、宽视角、高亮度、色彩多样、快速响应、低功耗,24,7、功能单元,充电器,充电器分类座充旅充（线性、开关）技术要求对过冲、过载、过压、短路必需做保护动作纹波：充电器稳定输出后在带宽20M内纹波应不大于150mV温升：充电器外壳温度应不大于65安规认证,25,7、功能单元,MIDI,类型硬件、软件16和弦、32和弦、40和弦、72和弦功能：FM SynthesizerWave Table（ADPCM/PCM）Built-in Speaker AMP品牌：Yamaha、OKI,26,7、功能单元,摄像头,CCDCharge Coupled DeviceCMOS Image S

8、ensorCMOS工艺,27,7、功能单元,图像协处理器,JPEG Codec CIS、LCD控制2D、3D图象引擎MPEG4 Codec,28,7、功能单元,系统连接器,功能下载软件充电进行出厂测试数据功能接附件（如免提耳机、充电器等）接口统一性如GSM手机的P101、P100平台、P500平台、P600平台充电、数据业务接口一致,29,7、功能单元,用户识别卡,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。 分类制式：GSMSIM卡、CDMAUIM卡工作电压：5V、3V、1.8VPHS手机采用烧号方式，因此没有配备用户识别卡，不过后续会有接口信号 时钟（SIM_CL

9、K）、数据（SIM_IO）、电源（SIM_VDD）、复位（SIM_RST）,30,7、功能单元,声响振动,麦克风（MIC）将声信号转变成电信号的换能器 交流阻抗：2.2k 1kHz灵敏度：443dB 和423dB 频率响应 耳机 话筒由麦克风和麦克风音腔组成 听筒由speaker和speaker音腔组成震动马达柱形（Bar Type）扁平（Coin Type）,31,7、功能单元,声响振动,受话器（Receiver）将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交流阻抗：3220% 1kHz灵敏度频率响应：100Hz4kHz 扬声器（Speaker）与受话器的主要区别在于功率、频响范围、

10、交流阻抗不同 交流阻抗 灵敏度 频率响应：10kHz以上,32,7、功能单元,FLASH,分类：NOR和NAND两大系列作用：程序/数据存储特性闪存（Flash）RAM（SRAM、PSRAM、SDRAM）参数容量（NOR：16+2、32+4、64+8、NAND：256+256、512+512等）,闪存的特点：容量大、存取速度快、编程方便、多块结构,33,7、功能单元,FLASH,利用闪存的多块（BANK）结构或者软件E2PROM仿真技术， 可以用Flash替代E2PROM。,34,7、功能单元,FLASH,两种方式：编程器（批量生产）、在线下载在线下载的两种情况第一次下载已下载过程序自引导（B

11、OOT）程序编程次数：一般为十万次循环,35,7、功能单元,电源时钟,电源电池：主电池、后备电池（实时时钟）电源管理芯片（LDO、POWER IC）时钟快时钟 GSM13MHz、 PHS19.2MHz CDMA19.2/19.68/19.8MHz、WCDMA19.2MHz慢时钟（32.768kHz）：低功耗、实时时钟,36,7、功能单元,数据线,作用：程序下载和数据通讯分类：USB数据线串口数据线速度：USB型支持12Mbps串口支持460800bps,37,三、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,38,1、键盘扫描,开关机 以ADI430平台为例，采用5X5矩

12、阵式键盘扫描电路，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。,39,1、键盘扫描,内部逻辑框图,40,2、充电管理,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寿命，充电电流较小

13、，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。,41,2、充电管理,典型曲线,42,3、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，通常手机中使用的是将flash和SRAM集成一体的

14、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。,以NOR FLASH为例,43,3、存储系统,为了提高flash的

15、性能，通常flash不仅在内部进行分块(block)，而且还分bank。通过分bank可完成所谓的“dual bank”功能，即可以同时对两个bank进行操作，如删除一个bank同时写入另一个bank，这种操作极大提高手机处理速度。我们的手机通常都支持“dual bank”功能，因此在选型flash的时候一定要注意“dual bank”功能的使用，尤其是两个bank的大小是否满足要求。以下是一个32Mflash的不同bank划分情况；,以NOR FLASH为例,44,4、音频子系统,示意框图,45,4、音频子系统,数字音频接口（Digital Audio Interface - DAI）提供了

16、在发送和接收通道上输出13比特PCM码流的能力。GSM04.14中规定DAI有3种测试模式：语音解码器测试（下行）,DAI接口,46,4、音频子系统,语音编码器测试（上行）,47,4、音频子系统,声学设备测试和A/D & D/A,48,3、音频测试,音频测试项目GSM手机的音频测试共有15项内容，它们分别是：发送灵敏度/频率响应（Sending Sensitivity/Frequency Respones）*； 发送响度当量（Sending Loudness Rating）*； 接收灵敏度/频率响应（Receiving Sensitivity/Frequency Respones）*； 接收响

17、度当量（Receiving Loudness Rating）*； 侧音（Side Tone Masking Rating）*； 受话方侧音当量（Listener Side Tone Rating）； 回损（Echo Loss）； 稳定度偏移（Stability Margin）*； 发送失真（Sending Distortion）*； 接收失真（Receiving Distortion）； 侧音失真（Side Tone Distortion）； 带外信号发送（Out-of-Band Signals - Sending）； 带外信号接收（Out-of-Band Signals - Receiving）； 空闲信道噪声发送（Idle Channel Noise - Sending）； 空闲信道噪声接收（Idle Channel Noise - Receiving）。 6421 vrefcaps C在以上的测试项目中，带*号的是GSM规范要求的强制测试项目，共7项,也是目前FTA测试中音频测试项。,