《基带基础知识培训》PPT课件.ppt

硬件基带知识介绍硬件基带知识介绍 1一、概述1、平台介绍2、方案介绍3、硬件总体框图2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产品即将上市•TD-SCDMA也在预研中•固定台产品线也于年初成立3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43、硬件总体框图下载口行列扫描前端开关XP222A功放08122B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53、硬件总体框图QALCOMM MSM6250平台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、单元单板71、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82、基带套片浏览ADI方案92、基带套片浏览QUALLCOM方案10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11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123、套片功能简介3）电源芯片 供电：为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。

134、基带结构框图GSM部分为例 模拟基带模拟基带数字基带数字基带语音AD/ DA射频 AD/ DAGMSK调制器解调器均衡器协议栈协议栈& &MMIMMI部分部分Layer 1Layer 1协议协议GSM Vocoder信道编解码器交织/解交织加密/解密Burst形成天线天线射频收&发SIM卡数据接口键盘RAMFLASHLCD显示蜂鸣器背光电源管理电源管理MICReceiverMMC卡摄像头144、基带结构框图CDMA 5105平台155、射频接口F电源电源F时钟时钟FIQ信号信号FAFC、、AGCF其他控制信号其他控制信号166、关键技术简介语音编解码语音编解码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：GSM－－RPE-LTP CDMA－－QCELP/EVRC PHS－－ADPCMF算法实现：算法实现：DSP、、声码器（声码器（Vocoder））176、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186、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））196、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207、单元单板1）单板双板结构包含键盘板和主板两部分，单板结构则键盘部分位于主板上。

主板正面：主板正面：217、单元单板1）单板主板反面：主板反面：227、单元单板1）单板键盘板正面：键盘板正面：237、单元单板1）单板键盘板反面：键盘板反面：247、单元单板2）FPCFPC一般包括LCDFPC、SKFPC、SHIEDINGFPC等LCDFPC示例：示例：257、单元单板3）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267、单元单板3）LCD模块F构成构成F玻璃、玻璃、IC、、FPC、、背光、导光板、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277、单元单板3）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 Diode））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287、单元单板5）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65℃℃F安规认证安规认证297、单元单板6）MIDIF类型类型F硬件硬件、、软件软件F16和弦、和弦、32和弦、和弦、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、、OKI307、单元单板7）摄像头FCCDFCharge Coupled DeviceFCMOS Image SensorFCMOS工艺工艺317、单元单板8）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 Codec327、单元单板9）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的的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337、单元单板10）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，可存储号码、短信息等用户个人信息 F分类分类F制式：制式：GSM－－SIM卡、卡、CDMA－－UIM卡卡F工作电压：工作电压：5V、、3V、、1.8VFPHS采用烧号方式，因此没有配备用户识别卡，不过后续会有采用烧号方式，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））347、单元单板11）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：2.2kΩΩ @1kHzF灵敏度：灵敏度：－－44±±3dB 和和－－42±±3dB 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speaker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））357、单元单板11）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：3232ΩΩ±20% @1kHz20% @1kHzF灵敏度灵敏度F频率响应：频率响应：100Hz－－4kHz 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频率响应频率响应：：1010kHzkHz以上以上367、单元单板12）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：闪存的特点：容量大、存取速度快、编程方便、多块结构容量大、存取速度快、编程方便、多块结构377、单元单板12）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（BANK））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。

387、单元单板12）FLASHF两种方式：编程器（批量生产）、下载两种方式：编程器（批量生产）、下载F下载的两种情况下载的两种情况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397、单元单板13）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快时钟快时钟 GSM－－13MHz、、 PHS－－19.2MHz CDMA－－19.2/19.68/19.8MHz、、WCDMA－－19.2MHzF慢时钟（慢时钟（32.768kHz）：）：低功耗、实时时钟低功耗、实时时钟407、单元单板14）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460800bps41四、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5、DEBUG子系统6、显示子系统421、键盘扫描F开关机开关机 以以ADI430平台为例，采用平台为例，采用5X5矩阵式键盘扫描电路，使用矩阵式键盘扫描电路，使用中断方式进行按键扫描。

另有一个开机键，连接于中断方式进行按键扫描另有一个开机键，连接于ROW0与地之与地之间，并与电源芯片间，并与电源芯片ADP3408连接当此键按下时，连接当此键按下时， ROW0 会变会变成低电平，导致成低电平，导致ADP3408打开各路打开各路LDO，，程序开机运行程序开机运行首先程序检测首先程序检测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足够长则正常运行，否则会关机关机时同样检测ROW0端电平，端电平，进行类似处理这样实现了按键开关机功能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其它平台的处理方法没有太大的差异431、键盘扫描F内部逻辑框图内部逻辑框图 442、充电管理F基本过程基本过程 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，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平台就采用软充电方式TI、3G平台也基本上是软充电方式452、充电管理F典型曲线典型曲线 463、存储系统系统一般均使用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flashF以以NOR FLASH为例为例 473、存储系统为了提高flash的性能，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，这种操作极大提高处理速度我们的通常都支持“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；F以以NOR FLASH为例为例 484、音频子系统F示意框图示意框图 494、音频子系统数字音频接口（数字音频接口（Digital Audio Interface -- DAI））提供了在发送提供了在发送和接收通道上输出和接收通道上输出13比特比特PCM码流的能力码流的能力GSM04.14中规定中规定DAI有有3种测试模式：种测试模式：F语音解码器测试（下行）语音解码器测试（下行） FDAI接口接口 DSPDOWNLINK TASKSPCM DL BUFFERPCM TO TESTER504、音频子系统F语音编码器测试（上行）语音编码器测试（上行）DSPUPLINK TASKSPCM UL BUFFERPCM FROM TESTER514、音频子系统F声学设备测试和声学设备测试和A/D & D/AA/D & D/ADSPUPLINK TASKSPCM UL BUFFERPCM TO TESTERDSPDOWNLINK TASKSPCM FROM TESTERPCM DL BUFFER525、DEBUG子系统F环境环境535、DEBUG子系统FJTAGJTAG结构结构545、DEBUG子系统FETMETM结构结构556、显示子系统 显示部分与基带处理器的连接通常有二种方式：显示部分与基带处理器的连接通常有二种方式：串行连接和并行连串行连接和并行连接。

接在黑白屏中由于数据量小可以采用串行连接，如在黑白屏中由于数据量小可以采用串行连接，如A100/A100+使用使用SPI接口；在彩屏中通常采用接口；在彩屏中通常采用8/16位并行接口，使用位并行接口，使用8080接口定义对于更高速的需求可以使用混合型的数字接口定义对于更高速的需求可以使用混合型的数字RGB接口，如接口，如P500常见的并行接口时序图如下：常见的并行接口时序图如下：56三、开发调试1、基本设计流程2、基本设计思想3、常用设计方法4、 EDA工具5、开发调试工具6、电路仿真工具571、基本设计流程EVB手机板板流程图示581、基本设计流程p制作制作EVB（（Evaluating Board））板的目的板的目的新平台（功能验证、性能评估）新平台（功能验证、性能评估）灵活性（调试方便、器件测试）灵活性（调试方便、器件测试）p典型的典型的EVB板板平台主板（平台主板（GSM/PHS/CDMA/WCDMA））单元单元EVB板（插接子板）板（插接子板）存储器子板存储器子板LCD模块模块电源子板电源子板键盘子板等键盘子板等EVB板591、基本设计流程•电路设计依据电路设计依据 方案厂家的参考图纸方案厂家的参考图纸 EVB的调试结果的调试结果 经验积累经验积累•单元单板特点单元单板特点–高密度高密度–SMD–数模混合数模混合–与结构密切相关与结构密切相关单元单板602、基本设计思想以下的工作在设计开始就考虑到：F环境适应性FEMC性能F可测试性F可制造性F可维修性F模块化和通用化（重点推广）613、常用设计方法F热设计F应力设计F冗余设计F降额设计FEMC设计F安全性设计624、EDA工具公司主要使用PADS和Cadence工具软件F原理图 Powerlogic Concept HDLFPCB图 Powerpcb Allegro634、EDA工具F原理图示例644、EDA工具FPCB图示例654、开发调试工具F仿真器类型仿真器类型XDS510（（适用适用TI平台）平台）Trace32（（适用适用ADI、、CDMA平台）平台）PC4701U、、M30620T2（（适用适用PHS平台）平台）ETM（（适用于适用于WCDMA平台）平台）F工作方式工作方式断点跟踪断点跟踪变量、状态观察变量、状态观察665、开发调试工具p编译、链接软件（编译、链接软件（C、、ARM汇编指令集）汇编指令集）p下载软件（针对下载软件（针对Flash存储器）存储器）p仿真软件仿真软件Emulator、、 Simulatorp调试跟踪软件调试跟踪软件超级终端－打印调试信息超级终端－打印调试信息Genie－－信号（软件）跟踪信号（软件）跟踪QXDM等等676、电路仿真工具pCadence 数字电路的信号完整性和时序完整性仿真数字电路的信号完整性和时序完整性仿真pAnsoft软件软件 Siwave：：PCB整板整板电源完整性和信号完整性电源完整性和信号完整性 Ansoft Designer：：用于系统仿真和模拟、用于系统仿真和模拟、射频电路仿真。

射频电路仿真 HFSS：：三维电磁场仿真三维电磁场仿真68四、基带测试1、 测试仪器和方法2、 ESD测试3、音频测试4、其它项测试691、测试仪器和方法p音频测试仪（音频测试仪（FTA））pESD测试仪（测试仪（EMC））p稳压电源稳压电源p高精度电压电流表高精度电压电流表p高低温箱高低温箱p示波器示波器p功能测试软件功能测试软件p等等等等702、ESD测试pESD的损伤模型的损伤模型p人体带电（人体带电（HBM）、）、器件带电（器件带电（CDM）、）、场感应场感应（（FIM））p静电放电抗扰性试验中采用的标准静电放电抗扰性试验中采用的标准p接触放电：等级接触放电：等级2 试验电压试验电压4kV p空气放电：等级空气放电：等级3 试验电压试验电压8kVp保护措施保护措施p良好接地（大面积地）良好接地（大面积地）p采用采用ESD保护器件保护器件p减小放电可能减小放电可能p参考标准：参考标准： IEC61000-4-2 / EN61000-4-2 / GB/T17626 .2 713、音频测试音频测试项目音频测试项目GSMGSM的音频测试共有的音频测试共有1515项内容，它们分别是：项内容，它们分别是：F发送灵敏度发送灵敏度/ /频率响应（频率响应（Sending Sensitivity/FrequencySending Sensitivity/Frequency Respones Respones））* *；；F 发送响度当量（发送响度当量（Sending Loudness RatingSending Loudness Rating））* *；；F 接收灵敏度接收灵敏度/ /频率响应（频率响应（Receiving Sensitivity/FrequencyReceiving Sensitivity/Frequency Respones Respones））* *；；F 接收响度当量（接收响度当量（Receiving Loudness RatingReceiving Loudness Rating））* *；；F 侧音（侧音（Side Tone Masking RatingSide Tone Masking Rating））* *；；F 受话方侧音当量（受话方侧音当量（Listener Side Tone RatingListener Side Tone Rating）；）；F 回损（回损（Echo LossEcho Loss）；）；F 稳定度偏移（稳定度偏移（Stability MarginStability Margin））* *；；F 发送失真（发送失真（Sending DistortionSending Distortion））* *；；F 接收失真（接收失真（Receiving DistortionReceiving Distortion）；）；F 侧音失真（侧音失真（Side Tone DistortionSide Tone Distortion）；）；F 带外信号－发送（带外信号－发送（Out-of-Band Signals - SendingOut-of-Band Signals - Sending）；）；F 带外信号－接收（带外信号－接收（Out-of-Band Signals - ReceivingOut-of-Band Signals - Receiving）；）；F 空闲信道噪声－发送（空闲信道噪声－发送（Idle Channel Noise - SendingIdle Channel Noise - Sending）；）；F 空闲信道噪声－接收（空闲信道噪声－接收（Idle Channel Noise - ReceivingIdle Channel Noise - Receiving）。

6421 6421 vrefcap vrefcap’s Cs C在以上的测试项目中，带在以上的测试项目中，带* *号的是号的是GSMGSM规范要求的强制测试项目，共规范要求的强制测试项目，共7 7项项, ,也是目前也是目前FTAFTA测试中音频测测试中音频测试项724、其它项测试F可靠性试验（高低温、热冲击、振动、跌落等）可靠性试验（高低温、热冲击、振动、跌落等）F功能测试功能测试F用户满意度指标用户满意度指标F铃声响度（铃声响度（90dB@10cm））F待机电流待机电流F回音、噪音回音、噪音F拍摄效果拍摄效果FMP3音质音质73谢谢各位！谢谢各位！74。