- 单芯片手机电路原理与维修
- 张兴伟等编著
- 1771字
- 2020-08-28 14:41:01
第1章 绪论
1.1 基带信号处理器
移动电话的电路分为射频(RF)与基带(Baseband)两大部分。
手机中高度集成的基带信号处理器分单芯片解决方案与双芯片解决方案。
单、双芯片的基带信号处理器包含数字基带信号处理器(DBB,Digital Baseband)与模拟基带信号处理器(ABB,Analog Baseband)两种。飞利浦与英飞凌公司生产的基本上都是单芯片的基带信号处理器。高通公司的CDMA基带芯片也是单芯片的基带信号处理器。
单芯片的基带信号处理器其本质也是由DBB、ABB两个芯片用多芯片组装工艺形成的。单芯片手机出现之前,ADI、杰尔(AGERE)、Skyworks与TI公司生产的基本上都是双芯片的基带信号处理器。诺基亚GSM手机其实也是双芯片解决方案,其DCT3系列中的COBBA是模拟基带信号处理器(俗称音频处理器),其中的CCONT是电源管理器。在诺基亚的DCT4、BB5系列手机中,将CCONT与COBBA集成在一起,得到UEM或RETU芯片(复合电源管理与模拟基带处理)。
1.1.1 单芯片基带信号处理器
单芯片基带信号处理器集成了微处理器单元、数字语音处理器单元、射频逻辑接口单元、语音编译码及音频放大单元、接口及总线(ASCI单元)等多个单元电路,单芯片的基带信号处理器通常可以直接与人机界面的终端连接,如受话器、送话器与耳机等。
新型的单芯片基带信号处理器大多支持移动电话的多媒体应用,如果它不需要外挂多媒体处理器,体积上会小一点;它使用软件来实现多媒体应用,灵活性也更高一些。
另外,由于单芯片基带信号处理器需要更大容量的存储器来支撑其工作,对存储器的要求要高一些,功耗也更大一些。而且,单芯片产品的价格也高一些,因此,它一般定位在高端手机上,特别是智能手机上。
此外,为了支持更多的多媒体软件,它需要使用操作系统,因为通信协议和多媒体应用都在一个芯片上运行,所以采用单芯片的手机不论在开发时间上,还是验证时间上都要长一些。单芯片基带信号处理器相对于印制电路板(PCB)制作来说,制造的工艺会比较简单一点。
比如,英飞凌的PMB8875与飞利浦的PCF5213都是单芯片的多媒体基带信号处理器。如果用飞利浦的PCF0501处理器配合PCF5213、PCF5213处理器还可以提供UMTS(3G)的通信应用。
如图1-1所示是应用英飞凌PMB8875基带信号处理器所组建的手机整机电路框图,从图中也可以看到一个单芯片基带信号处理器的电路构成。
图1-1 应用英飞凌PMB8875基带信号处理器所组建的手机整机电路框图
PMB8875是英飞凌的新一代基带信号处理器,被称为S-GOLDlite。它集成了ARM 926内核、DSP子系统及在片SRAM,有Java加速器、动态、静态电源管理,支持多种高级多媒体功能和流行接口,可满足无线互联网多媒体终端和高级操作系统的要求。
1.1.2 双芯片基带信号处理器
双芯片基带信号处理器实际上被称为基带芯片组,它包含数字基带信号处理器DBB与模拟基带信号处理器ABB。
双芯片有自己的优势:它比较灵活,它的通信平台稳定、省电,其外挂的协处理器由手机的定位决定,例如,中、低端手机就可以选择一个处理MP3的协处理器。这样,生产厂家比较容易去设计,可以应对市场的变化,使设计得以尽快市场化。
ADI、TI、杰尔与Skyworks、EMP(爱立信移动平台)通常都提供双芯片的基带信号处理器。
比如,ADI的数字基带信号处理器有AD6522、AD6525、AD6526、AD6528、AD6532等,ADI的模拟基带信号处理器有AD6521、AD6535、AD6537、AD6555等。
TI的数字基带信号处理器有ULYSSE、CALYPSO系列,其模拟基带信号处理器有TWL3011、TWL3012、TWL3014等。
杰尔的数字基带信号处理器主要是TRIDENT系列处理器,杰尔的模拟基带信号处理器有CSP1093、CSP2200、CSP2600等。其中,CSP1093是纯粹的模拟基带信号处理器,而CSP2200、CSP2600还集成了电源管理器的电路。
Skyworks的数字基带信号处理器有CX805系列,如CX80501-21、CX80501-22等,其模拟基带信号处理器有CX20504-12、CX20504-13等。
如附图1所示是采用Skyworks双芯片基带方案的三星C108手机的整机电路框图,从图中可以看到双芯片基带方案手机的基本组成。
需要注意的是,从架构上看,Skyworks与ADI、TI双芯片基带信号处理器的架构很相似,而杰尔的双芯片基带信号处理器与它们有些区别。
在Skyworks与ADI、TI的数字基带信号处理器与模拟基带信号处理器之间,通常是通过MCU串行接口(控制串行接口)来传递控制命令,通过基带串行接口来传递接收、发射数字基带信号,通过语音(数字音频)串行接口来传递数字音频信号。
在杰尔的数字基带信号处理器与模拟基带信号处理器之间,以上所述的控制、数字基带、数字音频信号基本上都是通过DSP地址线、数据线接口来进行的。
另一个需要注意的是,在采用Skyworks基带芯片组的手机中,手机的系统主时钟电路被设计在模拟基带信号处理器单元中,而其他基带芯片组手机电路中的系统主时钟电路通常都是由射频部分的参考振荡电路产生。