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基帶芯片加協處理器(CP,通常是多媒體加速器)。這類產品以MTK方案為典型代表,MTK全系列的產品基本上都屬於這樣的方案,展訊等其他公司也在推類似的產品。這是增強了多媒體功能的featurephone。
注:協處理器(coprocessor):用來通過處理主cpu的一些工作負荷來使操作提速的輔助處理器。
*基帶芯片+應用處理器(AP:應用處理器),也就是通常說的智能手機(smartphone)。
有的方案將應用處理器和基帶處理器做到一顆芯片里面,例如高通的MSM7200A。它有一個ARM11核(應用處理器)和一個ARM9核(基帶處理器),兩者通過共享內存通信。當然,智能手機也可以使用增強影音處理能力的協處理器。
1.2智能手機
在智能手機中,手機功能的實現以應用處理器(AP)為主,基帶芯片提供通信功能。可以把AP看作計算機,把基帶芯片看作AP的無線modem。這個無線modem通過AT接口(相當於計算機和調制解調器之間的接口,但各廠家都有擴展命令)提供通話、短消息、上網、UIM卡等功能。
2AP軟件概述
2.1什么是AP軟件
本文提到的“AP軟件”是指應用處理器(AP)上所運行軟件的總和,本文也將其稱作手機軟件或智能手機軟件。如果把手機看作一台電腦,手機軟件就相當於電腦上的操作系統與所有常用軟件的集合。
3再說智能手機
智能手機和FeaturePhone究竟有什么區別?其實,FeaturePhone可以實現智能手機的大多數功能。兩者最本質的區別就是不同的出發點。FeaturePhone是在不斷擴充應用功能的無線通信終端(行業術語叫移動台),而智能手機是增加了無線通信功能的手持式電腦。
FeaturePhone的軟件基本上都運行在CPU的特權模式,在PC程序員看來,FeaturePhone的軟件就是一個做了UI的宏內核。而智能手機的軟件體系基本上照搬了PC的軟件體系,將內核、驅動(可以編入內核,也可以獨立)和應用分開。
下面以海思K3平台參考設計進行介紹:
3.1AP 模塊
AP(ApplicationProcessor)模塊是指以Hi3611為核心的處理器模塊。Hi3611內部集成應用處理器模塊(AP)和電源管理模塊(PMU)。AP模塊搭配存儲單元(NAND+DDR)以及LCD(LiquidCrystal Display)、cmera、Bluetooth、WiFi、GPS(GlobalPosition System)等外設模塊,實現豐富的多媒體和短距離無線業務。PMU一方面為整個系統的各個模塊單元提供供電,另一方面提供AudioCodec、USB PHY、HKADC、Clock等功能。
3.2存儲器模塊
應用子系統的存儲器單元主要提供程序存儲和運行空間,以及資料數據的存儲空間,這些功能由SDRAM(SynchronousDynamic Random Access Memory)和NANDFlash實現。
參考設計選取的存儲器件型號是:Micron公司的MT29C2G24MAKJAJC-75。這款芯片是16bit位寬NAND Flash(2Gbit)+16bit位寬Mobile DDRSDRAM(1Gbit)的MCP芯片,單電壓(1.8V)供電,BGA封裝。其中MobileDDR(Double DataRate)支持局部自刷新、溫度補償和DPD(DeepPower Down)等省電模式。
在 Hi4731中,MT29C2G24MAKJAJC-75的DDR SDRAM最高工作頻率可以達到120MHz。
3.3LCD 顯示模塊
LCM(LCDModule)為該產品多媒體應用的重要外設之一,是手機主要的人機界面,用於顯示操作界面和其他各種圖象。Hi4731參考設計的LCD模組兼容Wistron公司的T28QT7410、友達光電的H283VL01V0、TPO的TD028TTEC1。其中,T28QT7410是一款2.8 QVGA(240%320)LCD模組,而H283VL01 V0和TD028TTEC1是2.8VGA(480%640)LCD模組,均支持觸摸屏功能,色彩深度均為18bit。數據接口為18bitRGB 接口,寄存器配置通過SPI(SerialPeripheral Interface)接口實現,其片選為Hi3611的SPI2_CS2。
LCD背光是由4 個LED(LightEmitting Diode)串聯組成。 該 LCD模組集成4 線電阻式觸摸屏,由Hi3611內部集成的觸摸屏控制器實現檢測功能。
3.4Camera 模塊
攝像頭位於整機的背面,2Mega像素,攝像頭采用三星公司的Sensor5K4BAFX。
3.5藍牙和FM模塊
Bluetooth&FM模塊可實現藍牙通信及FM接收功能。藍牙使用UART2接口同Hi3611進行數據通信,通過PCM(PulseCode Modulation)總線建立語音上下行連接,Hi3611通過I2C2總線實現對芯片內部FM模塊的配置。
本模塊采用CSR公司的射頻和基帶單芯片藍牙、FM解決方案芯片,型號為BC51E130A。BC51E130A芯片內部集成了藍牙基帶和射頻系統及帶立體聲音頻輸出驅動級的FM接收器。BC51E130A芯片封裝為VFBGA,大小為6mm%6mm%1mm。藍牙模塊遵循藍牙V2.0+EDR(EnhancedData Rate)語音和數據傳輸規范,FM支持接收頻段范圍為76MHz~108MHz的廣播。
3.6WiFi 模塊
WiFi模塊遵循IEEE 802.11b/g標准,可實現數據的無線短距離接收和發射,且本模塊還能夠實現同藍牙的共存,可與藍牙模塊共用2.4G公共頻段。WiFi 通過SDIO模塊和Hi3611 進行數據通信。
WiFi模塊采用海華公司的WiFi模組,型號為AW-GH320。此模組內部集成了Marvell公司的WLANSoC(System OnChip)芯片88W8686,以及射頻Balun、PA(PowerAmplifier)、SPDT(SinglePole, Double Throw switch)和BPF(BandPass Filter)。其內部框圖如圖2-7所示。WiFi 模塊封裝為LGA(LandGrid Array),大小為9.6mm%9.6mm%1.3mm,無鉛。
3.7GPS 模塊
K3系統中GPS 單元功能由SiRF公司的GSC3LT 完成,配合系統完成GPS定位功能。
GSC3LT配合外圍輔助電路形成完整的GPS硬件解決方案。其中TCXO(晶振時鍾)為GSC3LT提供高精度/高穩定度的參考時鍾,TCXO的電源由GSC3LT提供,可以通過軟件關閉和打開。GPS單元的射頻前端由SAWFilter(Surface AcousticWave Filter)和相關的匹配電路構成,主要完成GPS信號的接收和濾波。
由於 GSC3LT內嵌4 個LDO(LowDropout Regulator),且有自己的電源管理單元,所以其電源供給方案相對簡單,可以通過電池輸出端VBAT直接供應。在軟件的控制下,系統可以關閉VBAT或者部分LDO,使GSC3LT工作在低功耗模式(Hibernatemode)。
GSC3LT與主控接口對接(通信與控制接口/睡眠時鍾等),可以實現GSC3LT的數據上報和狀態指示,以及Hi3611對GSC3LT 的控制。
對於 GSC3LT這款芯片,其主要支持特性和性能如下:
·內嵌專用的DSP Core 和ARM7TDMICore,能夠自主完成算法和數據處理,輸出位置數據(NMEA報文)給主控芯片。內嵌 ROM/RAM,為DSP/ARM提供運行空間。
·具有電源管理單元,可以使芯片在不同功耗模式下進行切換。
·內置4 個LDO,簡化電源供給,芯片可以通過電池直接供電。
·主控接口可選為UART/SPI。
·射頻/數字合封芯片。
·接收頻段:L1(1575.42MHz)。
·接受靈敏度:標稱-159dBm,實際性能與具體電路設計相關。
3.8其他模塊
1) 鍵盤
參考設計支持觸摸屏輸入,故其主鍵盤僅為5*4鍵盤,包括:五向鍵、通話鍵、掛機鍵、菜單鍵、確認鍵、左軟鍵和右軟鍵。
2) 馬達
參考設計中馬達的正極連接至電池電源(串聯限流電阻),負極連接至Hi3611的DR2引腳。從而實現震動馬達功能。
3) LED指示燈
參考設計中采用Hi3611的DR3、DR4和DR5控制三色指示燈的開關。三色燈點亮的時間占空比可軟件配置。