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智能手机之双卡双待（续）

2015-03-11 12:35 253 查看

1、手机架构

手机由射频部分，基带部分和电源组成。

2、基带芯片的选择

进行射频信号处理，音频，视频信号出处理。‘一般带有的接口就是：CPU，DSP，CPU/DSP接口，DSP外围设备，多媒体子系统，声音通道，音频通道，时钟发生器，功率，重置，时钟子系统。

CPU一般就是ARM了，ARM的通信的系统总线就是AMBA规范主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系统总线和APB(Advanced Peripheral Bus)外围总线。

AHB：

AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接，作为SoC的片上系统总线，它包括以下一些特性：单个时钟边沿操作；非三态的实现方式；支持突发传输；支持分段传输；支持多个主控制器；可配置32位~128位总线宽度；支持字节、半字和字的传输。AHB
系统由主模块、从模块和基础结构AHB(Infrastructure)3部分组成，整个AHB总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。基础结构则由仲裁器(arbiter)、主模块到从模块的多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummy Slave)、虚拟主模块(dummy
Master)所组成。其互连结构如图1所示。针对Soc设计中IP复用问题提出了一种新的解决办法。传统的方法是将特定功能模块的非标准接口标准化为AHB主/从设备接口。本文提出了一种新的基于ARM的Soc通用平台设计寄存器总线标准接口，这种设计使整个系统的结构清晰，增强系统的通用性与系统中功能模块的可移植性。

（http://baike.baidu.com/view/1362076.htm）

APB：

APB(Advanced Peripheral Bus)，外围总线的意思。该总线协议是ARM公司提出的AMBA总线结构之一，几乎已成为一种标准的片上总线结构。
APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART、1284等，它的总线架构不像AHB支持多个主模块，在APB里面唯一的主模块就是APB 桥。其特性包括：两个时钟周期传输；无需等待周期和回应信号；控制逻辑简单，只有四个控制信号。APB上的传输可以用如图2所示的状态图来说明。
1)系统初始化为IDLE状态，此时没有传输操作，也没有选中任何从模块。
2)当有传输要进行时，PSELx=1，PENABLE=0，系统进入SETUP状态，并只会在SETUP 状态停留一个周期。当PCLK的下一个上升沿时到来时，系统进入ENABLE 状态。
3)系统进入ENABLE状态时，维持之前在SETUP 状态的PADDR、PSEL、PWRITE不变，并将PENABLE置为1。传输也只会在ENABLE状态维持一个周期，在经过SETUP与ENABLE状态之后就已完成。之后如果没有传输要进行，就进入IDLE状态等待；如果有连续的传输，则进入SETUP状态。
（http://baike.baidu.com/view/1059702.htm）

它的架构可以如下图：（slave要使用总线，需要与arbiter进行握手机制）

基带芯片一般的借口设计：如下图

3、射频部分

分成三大模块：接收电路、发射电路、频率合成电路。

射频模块大致如下：

4、电源管理

电源管理是整个手机设计十分重要的一环，需要一个专门的电源管理芯片来实现控制，这个芯片负责电源充电以及电源管理。

在电源管理部分，就是将电源输出电压进行转可以满足不同电路的需求。

5、外设

（1）SIM卡

SIM卡是手机中的重要部分，这种IC卡内部装有微机集成电路。SIM卡看起来很小里面的学问可不小。

它里面包含了比较重要的数据（这里说的是GSM）：ICCID（集成电路识别）；PIN（移动电话用户的个人识别码）；IMSI（国际移动电话用户身份识别码）；RI（随即识别码）。而且就那么小的卡，里面可是包括了很多东西：CPU、ROM、RAM、EEPROM、串行数据通信单元。它与基带芯片的接口如下：

（2）LCD

我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年，由奥地利植物学家莱尼茨尔（Reinitzer）发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。

按照背光源的不同，LCD可以分为CCFL和LED两种。以及它的模式有：MCU、RGB、VSYNC、SPI、MDDI。

CCFL

指用CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光光源的液晶显示器（LCD）。
CCFL 的优势是色彩表现好，不足在于功耗较高。

LED

指用LED（发光二极管）作为背光光源的液晶显示器（LCD），通常意义上指 WLED（白光 LED）。
LED 的优势是体积小、功耗低，因此用 LED 作为背光源，可以在兼顾轻薄的同时达到较高的亮度。其不足主要是色彩表现比 CCFL 差，所以专业绘图 LCD 大都仍采用传统的 CCFL 作为背光光源。

（3）摄像头

参考我之前的博客：http://blog.csdn.net/c602273091/article/details/43977483

（4）蓝牙

蓝牙简介：

蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz
ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。

蓝牙由底层硬件模块，中间协议层，高层应用组成。底层硬件模块由无线跳频、基带、链路管理。跳频是因为数据传输的频段在2.4G无需授权的频段上，那么数据传输的时候如果有频率干扰，那么就跳到另外一个频段’基带就是控制跳频的；链路管理就是连接、建立、拆除链路并进行安全控制。进行的是异步通信，最多支持3个同时进行的同步话音通道。

我们看一下蓝牙的规范：它有专门的SIM卡访问规范，所以使用蓝牙来实现双卡是可行的。

现在最新的是蓝牙4.0，那么蓝牙4.0有什么好处呢？

蓝牙4.0

蓝牙4.0是Bluetooth SIG于2010年7月7日推出的新的规范。其最重要的特性是支持省电；
Bluetooth 4.0，协议组成和当前主流的Bluetooth h2.x+EDR、还未普及的Bluetooth h3.0+HS不同，Bluetooth 4.0是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范，
还提出了“低功耗蓝牙”、“传统蓝牙”和“高速蓝牙”三种模式。
其中：高速蓝牙主攻数据交换与传输；传统蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点；蓝牙低功耗顾名思义，以不需占用太多带宽的设备连接为主。前身其实是NOKIA开发的Wibree技术，本是作为一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术，在被SIG接纳并规范化之后重命名为Bluetooth Low Energy（后简称低功耗蓝牙）。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模式，此外，Bluetooth 4.0还把蓝牙的传输距离提升到100米以上（低功耗模式条件下）。
分Single mode与Dual mode。
Single mode只能与BT4.0互相传输无法向下兼容（与3.0/2.1/2.0无法相通）;Dual mode可以向下兼容可与BT4.0传输也可以跟3.0/2.1/2.0传输
超低的峰值、平均和待机模式功耗，覆盖范围增强，最大范围可超过100米。
速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式（sniff subrating）来达到超低工作循环。
跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4 GHz ISM频段无线技术的串扰。
主控制：可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。
延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。
健壮性：所有数据包都使用24-bit CRC校验，确保最大程度抵御干扰。
安全：使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。
拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以在网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。

蓝牙的内部结构：

6、方案设计

（1）单卡手机实现

这里面很多模块都是现成的，比如整个射频芯片，整个基带芯片，以及很多外设都是现成的东西了。

（2）双卡双待单通

如果只在卡槽的地方进行处理，那么使用并联的双sim卡可以实现双卡，但是不能双待。那么那个不能待的手机只能通过呼叫转移什么的来防止漏接电话。在sim卡的simclk、simdata、simrst信号旁分别并联一个ESD器件到地，用作静电保护。当然要实现双待就是进行卡的切换，要进行十分准确的时序控制。但是在其中一张sim卡控制信道的时候，另外一张卡无法联入围络，这和单卡是没有区别的。