BaseBand工作原理培訓文檔

/培訓資料――BaseBand工作原理姓名曾令江密級內(nèi)部公開部門硬件部日期2005年2月22日審核（內(nèi)部技術(shù)培訓資料）龍旗科技（上海）有限公司目錄TOC\o"1-3"\h\z\u1．硬件系統(tǒng)41.1ADIAD20msp430SoftFone基帶方案系列41.2手機硬件系統(tǒng)框架42．ADI套片介紹52.1數(shù)字基帶芯片AD652552.1.1AD6525內(nèi)部架構(gòu)52.1.2AD6525MCU子系統(tǒng)簡介62.1.3AD6525DSP子系統(tǒng)簡介62.1.4AD6525外圍子系統(tǒng)簡介72.1.5GPIO/GPO72.1.6GPIO/GPO的選擇與編程72.1.7GPIO與外部中斷82.1.8GSP92.1.9USC（通用系統(tǒng)連接接口）92.1.10BOOTCODE與手機程序下載102.1.11AD6525的地址空間、時序調(diào)節(jié)和地址選擇102.1.12背光控制112.1.13按鍵功能122.1.14RTC功能132.1.15WDT(看門狗定時器)152.1.13JTAG調(diào)試152.2AD6521功能162.2.1AD6521簡介162.2.2耳機檢測162.2.3通話過程182.3電源管理芯片ADP3522192.3.1ADP3522芯片介紹192.3.2開關機過程202.3.3充電管理和電池保護212.4．ADI主要套片比較222.4.1數(shù)字基帶比較222.4.2模擬基帶比較222.4.3基帶方案組合233．Memory介紹233.1NORFlashMemory233.2NORFlashMemory編程243.3NORFlash與NANDFlash243.4T-Flash與SD等存儲卡簡介254．多媒體部分工作原理274.1LCD顯示器274.2Camera工作原理274.2.1Sensor簡介274.2.2CorelogicCL761SD工作原理介紹284.3多媒體協(xié)處理器系統(tǒng)簡介294.4Melody工作原理305．參考資料306．感謝301． 硬件系統(tǒng)ADIAD20msp430SoftFone基帶方案系列我們目應用到的ADI基帶方案組合主要有：AD6522(Hercules)+AD6521(Pegasus)+ADP3408(L01系列主板)AD6525(Athena)＋AD6521(Pegasus)＋ADP3522（L02M04、L04M82系列主板）AD6525(Athena)＋AD6533(TyphoonA)（LyraLC平臺，A100、Venus3工程主板）AD6525(Athena)＋AD6537B(TyphoonB)（Lyra平臺,C200主板）AD6528(Hermes)＋AD6535(Typhoon)（NOVA平臺，P100工程主板）其他相關芯片與別名：AD6526(Athena4M),AD6529(Hermes)。手機硬件系統(tǒng)框架所有ADIGSM基帶平臺方案基本相似，本文主要以AD6525+AD6521+ADP3522組合為例進行說明。基帶模塊：數(shù)字基帶（DBB）＋Codec＋電源管理芯片（PMU）＋存儲器(Memory)＋SIM卡＋32KHz晶體＋按鍵(KeyPad)＋Speaker+Receiver＋振動馬達(Motor)。多媒體功能部分：和弦鈴聲芯片＋攝像頭模組＋后端處理芯片(BackendIC或稱DSP)＋顯示屏模塊（LCM）。數(shù)字基帶AD6525Codec數(shù)字基帶AD6525Codec

AD6521電源管理ADP3522功放

PA前端開關

Switch收發(fā)器Transceiver后端芯片(DSP)LCDSensor鈴聲芯片按鍵外部存儲器SIM卡32K13M其他功能擴展數(shù)字基帶AD6525內(nèi)部包含MCU，DSP等，是手機的控制核心。所有的工作都在數(shù)字基帶的控制下進行。AD6521是一個VoicebandBasebandCodec，主要負責模擬與數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換和編解碼等工作。電源管理芯片ADP3522提供和管理幾組基本電源。在ADI的Typhoon系列芯片中，已經(jīng)把VBC和PMU合在一起，稱為模擬基帶。外部存儲器由SRAM和NORFlash存儲器組成，我們一般稱之為Flash存儲器。32KHz晶體稱為慢時鐘，只要有電，該時鐘就一直存在。13MHz晶體主要用于GSM/GPRS射頻模塊用，也是數(shù)字基帶運行所必須的快時鐘。射頻部分，收發(fā)器負責射頻信號的發(fā)射和接受控制。功放是把要發(fā)射的信號放大，再經(jīng)前端開關，從天線發(fā)射出去。多媒體功能是在基帶模塊上的附加應用。增加外設，在數(shù)字基帶的控制下，實現(xiàn)附加的多媒體功能。2． ADI套片介紹2.1 數(shù)字基帶芯片AD65252.1.1 AD6525內(nèi)部架構(gòu)AD6525是AD20ms430SoftFone家族中的一員，是一個單片的可編程數(shù)字基帶處理器，支持GSM900/DCS1800/PCS1900三頻。最高支持14.4Kbps的GPRS，HSCSD數(shù)據(jù)傳輸。AD6525由3個子系統(tǒng)組成：MCU子系統(tǒng)、DSP子系統(tǒng)和外圍子系統(tǒng)。AD6525支持可編程電源管理和時鐘管理，可以支持13MHz或者26MHz（在L04M82B板上是13MHz），在idle狀態(tài)下使用慢時鐘，進入省電模式。提供JTAG接口。支持實時時鐘。支持1.8v和3v兩種SIM卡。外圍子系統(tǒng)包括系統(tǒng)的外圍，例如中斷控制器、實時時鐘RTC、看門狗定時器（WatchDogTimer）、電源管理和時序控制等。也包含外圍接口，例如鍵盤、電池監(jiān)測、射頻和顯示等接口。DSP和MCU都能通過PBUS與外圍子系統(tǒng)連接。DSP和MCU都能對內(nèi)部SRAM和外部Flash進行存取。對內(nèi)部SRAM是通過SBUS，對Flash是通過EBUS。子系統(tǒng)由各種總線連接在一起?？偩€仲裁模塊（BAM）處于各種總線的中心位置，負責各總線的仲裁。EBUS，RBUS和PBUS是3個主要的總線。EBUS：外部接口總線，用于外部Flash存儲器，外部SRAM存儲器和其他外部設備。方便MCU和DSP從Flash中讀取代碼和數(shù)據(jù)表。RBUS：內(nèi)部RAM總線，接內(nèi)部SRAM。PBUS：外圍總線，用于內(nèi)部的外圍系統(tǒng)，例如UART，RTC和SIM等。除了3個總線之外，MCU和DSP都有自己內(nèi)部的總線：SBUS：系統(tǒng)總線，連接ARM核心控制器和BOOTROM；IOBUS：DSPBUS；DMABUS：DMA總線。2.1.2 AD6525MCU子系統(tǒng)簡介MCU子系統(tǒng)包含一個ARM7TDMI中央處理器、BOOTROM、時鐘產(chǎn)生器和接口控制模塊。AD6525內(nèi)置1MbSRAM。MCU子系統(tǒng)支持所有的GSM終端軟件，包括GSM協(xié)議棧，MMI和dataservice應用，測試和維護等。ARM7TDMI處理器是一個32-bit高性能單指令周期RISC芯片，工作頻率為39MHz。其架構(gòu)基于16/32bit指令集，能支持16/32bit數(shù)據(jù)格式。它包含一個叫做“Thumb”的優(yōu)化過的16bit的指令集。我們手機正常工作時使用的就是Thumb指令集，目前Thumb在通信系統(tǒng)中應用非常廣泛，但在ARM在BOOT時使用ARM32bit指令。AD6525中，ARM除了在39M時鐘下工作之外，待機模式下使用32KHz時鐘。BOOTROM包含MCU與USC子系統(tǒng)間的通信代碼。BOOTROM用來初始化MCU和MCU與USC之間的通信。2.1.3 AD6525DSP子系統(tǒng)簡介AD6525的DSP子系統(tǒng)包含ADI的ADSP-2183（DSP），數(shù)據(jù)存儲器（DM）和程序存儲器（PM），串口和其他I/O口等。ADSP-2183包含一個Viterbicoprocessor、Cipheringcoprocessor和存儲控制器。它是16-bitFixedPointDSP處理器，可以達到78MIPS。內(nèi)置DSP專用數(shù)據(jù)和程序SRAM，支持FullSpeed，EnhancedFullSpeed和halfSpeed音頻編解碼，支持PDC語音算法。DSP子系統(tǒng)主要負責語音處理（speechprocessing）,信道均衡和信道編解碼。用于實現(xiàn)這些功能的代碼存放在外部Flash中，在需要的時候動態(tài)地下載到DSP的ProgramRAM和InstructionCatch中。DSP通過VSPORT，BSPORT與數(shù)字基帶連接（例如AD6521）。2.1.4 AD6525外圍子系統(tǒng)簡介外圍子系統(tǒng)主要包括MMIgroup，HouseKeepinggroup，GSM-systemgroup和DSPdirectMemoryAccess四部分。DSPDirectMemoryAccess是給DSP對其他存儲器進行存取數(shù)據(jù)使用的。MMI是一個完全的用戶接口集合。包括Keypad，Display，Backlight，RTC，GPIO/GPO，電源管理接口，SIM卡模塊和USC等。HouseKeeping包含傳統(tǒng)的微處理器的一些外圍功能，例如，WDT(WatchDogTimer),通用定時器，中斷控制器等。GSMsysteminterface包括timebasegeneration和synthesizerinterface,組成RF控制器。另外包括32KHz慢時鐘模塊。該模塊中的MicroSM(MicroStateMachine)，是一個完全可編程的時序控制模塊，用它來對RF模塊進行控制，實現(xiàn)嚴格的RF時序。為了節(jié)電，在idle模式下，MicroSM會把13MHz時鐘切換為32KHz慢時鐘。2.1.5 GPIO/GPOGPIO，通用輸入輸出口；GPO，通用輸出口。GPIO/GPO可以通過寄存器進行配置，實現(xiàn)不同的功能，除了基本I/O功能之外，還有ALT1,ALT2,ALT3三種其他功能。2.1.6 GPIO/GPO的選擇與編程GPIO/GPO由以下幾個寄存器來控制：功能選擇，輸出和輸出使能，輸入和輸入使能。這些控制寄存器的基準地址是：0x80040000。GPIO/GPO功能選擇：GPIO/GPO輸入輸出控制：AD6525復位后，GPIO的缺省狀態(tài)主要有三種：輸入、輸出高電平、輸出低電平。在缺省為輸入時，需根據(jù)外部的連接方式確定是高電平或者是低電平。在缺省為輸出時，再分為輸出高電平或者輸出低電平（芯片內(nèi)部上拉或者下拉），根據(jù)不同的需求選用GPIO/GPO口。雖然GPIO/GPO都可以有多種用途，但最好不要隨便改變。許多GPO是用于RF控制的，在JTAG狀態(tài)下，RF模塊關閉，許多GPO禁用，不能通過軟件來控制。例如：GPO[4:0],GPO[11:7]就不能使用。需要在仿真模式下調(diào)試的，不要選用這些GPO。2.1.7 GPIO與外部中斷AD6525可以作為外部中斷輸入的GPIO口是：電平中斷信號：GPIO_4、8、30、32邊沿中斷信號：GPIO_5、6、31、32，其中GPIO_32兼具兩種類型的功能。在設計時，請注意是電平還是邊沿中斷，以便選擇合適的GPIO口。2.1.8 GSPAD6525包含5個GSP（GenericSerialPort）模塊，地址映射在PBUS上。每個模塊都支持一些串口。有些GSP支持全速雙工通信。每一路都包含instructionRAM、PSM(ProgrammableStateMachine)和BitCounter。其中本地PSM和時鐘分頻是共用的。PSM執(zhí)行一些指令，在相應的GSPx的信號端口上實現(xiàn)指定串口的協(xié)議。這些指令包含流程控制、時序與電源控制和接口控制命令等，這些指令的長度為8bit，有些還需要參數(shù)?？梢杂眠@些指令建立一個二進制文件，在需要使用的時候，下載到相應GSP中。GSPx模塊功能要實現(xiàn)，必須使用AD6525的外圍I/O口。GSPx與使用的端口對應關系如下表：序號模塊可以使用的端口典型應用說明1GSPaUSC；UART2GSPbUSC。GPIO_0,1,2,3；UART（Debug串口）3GSPcGPIO_14,15,16,17；4GSPdaUSC。GPIO_10,11,12,13；I2CGSPdbUSC。GPIO_6,7,8,9；5GSPeGPO_16,17,18,19,20,21；SYNTH(RF)其中，GSPa、GSPb、GSPda、GSPdb都可以使用USC端口，GSPc只能使用特定的幾個GPIO。當然，同一時間只能有一個GSP使用USC?？梢岳肎SPx的功能實現(xiàn)例如I2C,SPI,UART等串口。例如：重配置（reconfigure）GPIO_1,3為GSPb端口實現(xiàn)RX,TX，主要用于GPRS版本手機的Debug用；重配置USC為GSPb端口用于程序下載；重配置GPIO_10,11為GSPda端口，實現(xiàn)I2C時序等等。2.1.9 USC（通用系統(tǒng)連接接口） USC，即UniversalSystemConnectorInterface，有7根信號線，USC[6:0]。USC具有多種功能，可以重定義用作實現(xiàn)一些GSP功能。我們常用到的功能有：a. BOOTMode和下載程序；b. UART，Debug和附件接口；c. GPIO口d DAI音頻測試接口和射頻測試接口等等。 USC在系統(tǒng)啟動階段缺省是BOOT/DEBUG模式，如果下載程序，則為編程模式。其他時候可以設置為UART和其他串口。例如用于主板測試，手機與PC機通信交換數(shù)據(jù)（在PC機端使用PCManager軟件）。2.1.10 BOOTCODE與手機程序下載AD6525Reset之后，ARM7都是從BOOTCODEROM開始執(zhí)行。此時只有MCU子系統(tǒng)和EBUS可用，DSP子系統(tǒng)并沒有開始工作。DSP是在MCU的控制下工作的。程序下載過程可以分為幾個個階段：上電啟動：我們是使用AD6525的USC端口給手機下載程序。下載線中的充電電源線給手機的充電，打開了電源管理芯片的電源輸出，在AD6525Reset之后，系統(tǒng)從BOOTROM中啟動。MCU以ARM32bit指令執(zhí)行。檢測同步字節(jié)：BOOTCODE把USC設置為BOOT/DEBUG功能模式（就是被重定義作為GSPb的端口），上電復位大約50ms以后，BOOTCODE通過GSPb檢測同步字節(jié)，如果檢測到有同步自己輸入（由PC機端下載程序發(fā)出），AD6525與PC端下載程序建立通信，把USC設置為Flash編程模式；如果40ms以后還沒有檢測到，則BOOTCODE終止，程序指針跳到EBUSFlash地址（即ROMCS片選線選中的Flash）上啟動，這就是手機正常的啟動方式。c. 配置寄存器：PC機端下載程序與AD6525建立通信后，將直接對AD6525相關寄存器進行配置。d. 下載“FlashProgrammer”：通過AD6525的USC[2:1](對應GSPb的TX/RX)，PC機端下載程序把“FlashProgrammer”下載到AD6525的內(nèi)部SRAM中。e. 下載“FlashCode”：“FlashProgrammer”下載完成后，ARM重新把程序指針定位到內(nèi)部SRAM中，開始運行“FlashProgrammer”程序，把USC重新配置為高速串口，先對Flash進行擦除，再把PC機端傳送過來的“FlashCode”下載到Flash中。實現(xiàn)手機程序的下載。程序下載后，正常開機時，就是使用“FlashCode”來啟動了。2.1.11 AD6525的地址空間、時序調(diào)節(jié)和地址選擇AD6525的MCU的地址空間使用情況如下：（R03為例）。DSP的地址空間映射與MCU相似，下面主要討論MCU的地址空間。序號地址類型AD6525提供的片選信號線地址說明1Flash片選1/CS_ROM0x0100000064Mb2Flash片選2/GPCS10x2000000064Mb3SRAM片選/RAMCS0x0800000032Mb外部RAM4MIDI片選/DISPLAYCS0x100000005DSP片選(Camera功能)/CS_MAIN(由/GPCS0與ADD08譯碼產(chǎn)生)0x18000000/GPCS0的地址是:0x180000006主屏片選由DSP給出，與DSP的地址相同0x180000007副屏片選/CS_SUB0x180001008IRAM地址內(nèi)置RAM0x400000001MbEBUS接口有一套寄存器，可以調(diào)節(jié)時序，基準地址是：0xC0001200。有些外圍器件對時序有特定要求，需要修改AD6525的時序來滿足外圍器件的時序要求。在驅(qū)動調(diào)試中，往往第一步就是檢查和調(diào)節(jié)時序，使AD6525與外圍器件通信成功。例如設置GPCS0的時序，要讀取當前的寄存器值:unsignedlongdata。data=*((unsignedlong*)(0xc0001200+0x0c))。寫入寄存器，*((unsignedlong*)(0xc0001200+0x0c))=data。DISPCS本來用作LCD的片選，但在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)不好控制，所以改用GPCS0來做LCD片選。如果通過軟件調(diào)節(jié)還不能滿足要求，例如地址線與/CS建立時間的間隔要求，則可以考慮在需要調(diào)節(jié)的信號上增加合適的RC來調(diào)節(jié)時序。在硬件設計中要考慮地址線負載的平衡性，例如低地址線，ADD01，變化的頻率是最高的，而地址線越高，變化的頻率會越低。高速數(shù)字信號對RF的影響很大，在翻蓋手機中，送給上蓋LCD的地址線以前采用的是ADD01走線很長，對RF干擾很大，在新的地址線數(shù)目較少的外圍器件，建議采用高位地址。2.1.12 背光控制AD6525能提供給PWM控制方式的背光信號有：GPO22:Backlight0(ALT1)GPO23:Backlight1(ALT2)GPIO12:Backlight2(ALT2)由于背光控制信號能夠輸出波形，我們也可以考慮使用上面的GPIO/GPO口輸出不同頻率的時鐘信號。上述3個GPIO/GPO用作PWM輸出時，控制寄存器為：OutputFrequency=InputFrequency÷(FrequencySel+1)。輸入頻率可以是32KHz，也可以是13MHz。FrequencySel=1~127Mark/Spaceratio=(DutyCycle+1)÷(FrequencySel+1)。DutyCycle<FrequencySel11個周期背光控制線電平為高時，背光燈亮，為低時，背光燈暗，由于頻率很高，肉眼感覺不出。調(diào)節(jié)占空比（在一個周期內(nèi)，調(diào)節(jié)亮的時間）可以改變燈的亮度。亮的部分時間比例越大，平均亮度就越高。如果100％為高，就相當與一直為高，燈就是一直亮，當然亮度是最高的。反之，如果一直為低，燈就一直是滅的，當然亮度就最低，燈滅。但使用PWM不能達到100％的亮度。上面所談到的，是指要求使用PWM波形控制的的背光驅(qū)動方式，可以采用該三個端口，如果不是PWM方式，當然可以選其他端口。另外，上面三個端口也可配置為非PWM方式。在ADITyphoon系列芯片中，模擬基帶也提供了背光控制信號線，其基本原理與上面相同。2.1.13 按鍵功能Keypad接口由一組三態(tài)的KEYPADCOL輸出和一組KEYPADROW輸入組成。ROW內(nèi)部有上拉電阻，電平為高。檢測按鍵輸入是對按鍵進行掃描，從COL[x]輸出低電平，如果對應COL[x]上的哪個鍵被按下，則按鍵所在的ROW[y]會輸入低電平，產(chǎn)生中斷信號。通過COL[x]與ROW[y]，就可以定位到相應的按鍵。2.1.14 RTC功能 AD6525提供一個RTC模塊。由OSCIN和OSCOUT之間接一個32KHz的晶體來實現(xiàn)提供32KHz的時鐘。使用RTC可以實現(xiàn)時鐘和日歷顯示、鬧鐘、定時開機等功能。RTC由Vddrtc供電，功耗很低，在電池不在時，使用貼片式備用電池供電。目前我們使用的備用電池可以工作16-18小時左右。RTC它包含一組積存器，是timer，alarm，control和status四種。寄存器的基準地址是0x80180000。RTCTR(RTCTimer)是一個40bit計數(shù)器，該寄存器只能讀和reset清零。給它寫入任何數(shù)據(jù)都會導致清零，所以為了防止誤操作，都對它進行寫保護。RTC使用32KHz時鐘，每個周期1/32KHz=31.25uS，那么Timer的計數(shù)范圍為240*31.25uS/(60*60*24)=397天（約等于）。RTCAR(RTCAlarmRegister)是Alarm寄存器，24bit。間隔為2秒。寫入數(shù)據(jù)時先寫低16bit，后寫高8bit。RTCAR24bit會與RTCTR的低24bit會進行比較，一旦相同，就會觸發(fā)alarm中斷，就會把AD6525的PWRON拉高2秒鐘。拉高PWRON會導致開機，但在alarm中斷函數(shù)中對POWER相關相關寄存器進行設置，把PWRON一直拉高，否則超過2秒，RTC就會拉低PWRON。RTCCR(RTCControlRegister)是RTC控制寄存器。RTCSR(RTCStatusRegister)是RTC狀態(tài)寄存器。對RTCTR和RTCAR操作時，需要按照一定的順序使用Control和Status寄存器萬完成整個操作過程。下面對我司手機ADI平臺手機的RTC的一些基本操作思路進行簡單說明。a. 設置日期時間：由于RTCTR只能讀和復位，為了保存時間，在NVRAM中保存一個基準的時間（BaseTime）。設置時間時，其實是把用戶設置的“年月日小時分鐘”等信息寫到NVRAM中，然后對RTCTR進行復位清零。設置成功后RTCTR開始計數(shù)。前面提到RTCTR的計數(shù)范圍為397天，如果超過397天怎么辦？把當前時間更新到到NVRAM中的基準時間中，再復位清零，重新開始計數(shù)就行了。在重新設置時間時，如果存在有效的鬧鐘，則根據(jù)新的情況再次設置鬧鐘。b. 讀當前時間：讀取RTCTR中的數(shù)值，再加上NVRAM中的基準時間，就得到了當前的時間信息。c. 切換時區(qū)：切換時區(qū)一般是以小時為單位進行切換，所以只需要把NVRAM中的基準時間進行加減操作，再保存進行了。不需要重新設置RTCTR。 d. 設置鬧鐘： RTCAR只有一個寄存器，其實通過軟件配合可以設置許多不同種類的鬧鐘。例如目前我們用到的定時鬧鐘，每周7天的鬧鐘時間是一樣的，但可以選擇哪天有哪天沒有。用戶設置鬧鐘時，把設置的鬧鐘的時間存到NVRAM中，對需要設置鬧鐘的的時間進行排序，選擇一個離當前時間最短的時間來設置鬧鐘（當然是當前時間之后，軟件上驗證）。設置鬧鐘的時間不能超過24bit寄存器能計數(shù)的范圍。 首先清除alarm中斷使能，允許操作RTCAR，然后從讀取RTCTR和NVRAM的基準時間得到當前時間，與需要設置的鬧鐘的時間進行比較，算出差值（差值肯定是正數(shù)）。再把當前時間加上差值寫入到RTCAR寄存器中，當然，只有低24bit有效。再檢查RTCAR是否設置成功，成功后關閉RTCAR操作使能，打開alarm中斷。鬧鐘設置完成。e. 鬧鐘中斷處理：RTCAR會與RTCTR進行比較，比較有效的24bit內(nèi)容，相同時觸發(fā)中斷。如果處于開機狀態(tài)，手機就進行相關處理。如果手機處于關機狀態(tài)，則AD6525把PWRON拉高，實現(xiàn)開機，在開機程序或者中斷中把PWRON一直拉高，開機成功，然后繼續(xù)處理鬧鐘的操作。實現(xiàn)了鬧鐘的功能。手機再從鬧鐘隊列里找到下一個最近的鬧鐘時間，把新的鬧鐘時間設置到RTCAR中。這樣就實現(xiàn)了多個鬧鐘的功能。2.1.15 WDT(看門狗定時器)看門狗定時器在系統(tǒng)復位后啟動(仿真跟蹤測試除外)，以217Hz的頻率進行計數(shù)，就是每4.615ms計數(shù)1次。在使用13MHz時，使用13MHz時鐘分頻(13MHz/60000=217Hz)，使用慢時鐘時，使用32KHz分頻（32KHz/151=217Hz）。WDT計數(shù)1024次之后，timerout后產(chǎn)生系統(tǒng)復位信號，就是說，WDT的timerout時間是4.72s。為保證系統(tǒng)正常運行，必須在4.72s以內(nèi)喂狗一次（清除WDT計數(shù)）?？梢允褂肳DT早期預警中斷,打開使能后，WDT計數(shù)512次就會產(chǎn)生一個WDT中斷，約4.72/2＝2.36s。2.1.13 JTAG調(diào)試邊界掃描技術(shù)（JTAG）是為了滿足當今深度嵌入式系統(tǒng)調(diào)試的需要而被IEEE1149.1標準所采納，全稱是標準測試訪問接口與邊界掃描結(jié)構(gòu)（StandardestAccessPortandBoundaryScanArchitecture）。JTAG遵循1149.1標準，是面向用戶的測試接口，是ARM處理器調(diào)試的基礎。ARM和其他一些32位嵌入式處理器的調(diào)試方式也基本上遵循這個標準。這個用戶接口一般由4個引腳組成：測試數(shù)據(jù)輸入（TDI）、測試數(shù)據(jù)輸出（TDO）、測試時鐘（TCK）、測試模式選擇引腳（TMS），有的還加了一個異步測試復位引腳（TRST）。AD6525還提供一個JTAGEN，JTAGEN接高電平時，AD6525進入JTAG模式。所謂邊界掃描就是將芯片內(nèi)部所有的引腳通過邊界掃描單元（BSC）串接起來，從JTAG的TDI引入，TDO引出。芯片內(nèi)的邊界掃描鏈由許多的BSC組成，通過這些掃描單元，可以實現(xiàn)許多在線仿真器的功能。根據(jù)1149.1的規(guī)定，芯片內(nèi)的片上調(diào)試邏輯通常包括一個測試訪問接口控制器（TAP）。它是一個16狀態(tài)的有限狀態(tài)機以及測試指令寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、旁路寄存器和芯片標識寄存器等。在正常模式下，這些測試單元（BSC）是不可見的。一旦進入調(diào)試狀態(tài)，調(diào)試指令和數(shù)據(jù)從TDI進入，沿著測試鏈通過測試單元送到芯片的各個引腳和測試寄存器中，通過不同的測試指令來完成不同的測試功能。包括用于測試外部電氣連接和外圍芯片功能的外部模式以及用于芯片內(nèi)部功能測試（對芯片生產(chǎn)商）的內(nèi)部模式，還可以訪問和修改CPU寄存器和存儲器，設置軟件斷點，單步執(zhí)行，下載程序等。·可以通過邊界掃描操作測試整個板的電氣連接，特點為表面貼元件提供方便；·各個引腳信號的采樣，并可強制引腳輸出用以測試外圍芯片；·可以軟件下載、執(zhí)行、調(diào)試和控制，為復雜的實時跟蹤調(diào)試提供路徑；·可以進行多內(nèi)核和多處理器的板級和芯片級的調(diào)試，通過串接，為芯片制造商提供芯片生產(chǎn)、測試的途徑。雖然JTAG調(diào)試不占用系統(tǒng)資源，能夠調(diào)試沒有外部總線的芯片，代價也非常小，但是由于JTAG是通過串口依次傳遞數(shù)據(jù)，速度比較慢，只能進行軟件斷點級別的調(diào)試，自身還不能完成實時跟蹤和多種事件觸發(fā)等復雜調(diào)試功能。AD6525有NOMAL,EMULATION和TRACKING三種運行狀態(tài)。EMULATION和TRACKING在接特定儀器的狀態(tài)下運行。AD6525在JTAG狀態(tài)下是上電復位(Power-On-Reset)，不受reset信號影響。我們使用JTAG功能主要對手機程序進行跟蹤，對一些外圍功能進行調(diào)試。2.2 AD6521功能2.2.1 AD6521簡介AD6521，稱之為VBC（VoicebandBasebandCodec），主要功能是實現(xiàn)基帶和語音數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換功能。AD6521與AD6525的主要有3個串行接口：BSP(BasebandSerielPort),VSP（VoicebandSerielPort）和ASP（Auxiliary/ControlSerielProt）。對AD6521的控制是通過ASP進行的。與三個接口對應的功能模塊分別是BasebandCodec,VoicebandCodec和AuxiliaryCodec&Control。BasebandCodec:支持多通道操作，差分輸入輸出，GSMGMSK調(diào)制解調(diào)，2通道10bitD/A，2通道A/D轉(zhuǎn)換器，10bitRAMPD/A轉(zhuǎn)換器等。VoicebandCodec：完全線性codec，兩通道帶濾波16bitA/D轉(zhuǎn)換器，兩通道帶濾波16bitD/A轉(zhuǎn)換器。完全microphone和speaker驅(qū)動能力，增益完全可編程，支持多種標準速率下的轉(zhuǎn)換。AuxiliarySection：13bitAFCD/A轉(zhuǎn)換器，用于頻率校正；10bit充電電流檢測A/D轉(zhuǎn)換器；6個通道的10bitA/D轉(zhuǎn)換器。2.2.2 耳機檢測對AD6521的控制指令全部是通過ASP口傳送給AD6521的。對耳機的檢測就是通過ASP端口，使用AuxiliarySection中的一個10bitA/D來檢測是否有耳機插入的。檢測VINAUXP，即耳機麥克正極的電壓，來判斷耳機是否插入。目前我們的耳機檢測的原理是這樣的：耳機的麥克作為分壓電阻進行分壓，偏置電壓為ADI電壓管理芯片輸出的VANA，檢測耳機時對該分壓進行ADC采樣得到采樣值，根據(jù)不同的采樣值即可知道三種狀態(tài)。下圖為耳機檢測的簡化示意圖。（以下數(shù)據(jù)以M368為例，不同工程會有不同。）不插耳機：此時由于沒有耳機MIC進行分壓（或者認為分壓電阻無窮大），此時用示波器測量得到采樣點的電壓為2.55V，用Genie軟件跟蹤得到讀到的原始采樣值為2350左右。插入耳機：耳機麥克為分壓電阻，用示波器測試采樣點電壓為1.90V，Genie跟蹤讀到的原始采樣值為1950左右。耳機按鍵按下：相當于把MIC短路到地，用示波器觀察，由于接近于地，難以準確讀到電壓值。Genie跟蹤得到的值為幾十。這樣劃可以分為三個區(qū)間?，F(xiàn)在就是如何合理設置這三個區(qū)間。也就是如何確定X1和X2。由于耳機麥克不是純電阻，所以用不同萬用表測得的電阻會有差別；另外在耳機上加了不同的電壓后，耳機MIC的阻抗值也會有變化。故單純規(guī)定耳機MIC阻抗值和采樣范圍實際操作起來也有困難。所以必須用實際耳機的上限和下限進行測量、讀采用值后才能得到較為可靠的軟件區(qū)間劃分參數(shù)。為了保證耳機能夠迅速有效被檢測到，在軟件幀中斷中檢測耳機(以4.6ms的倍數(shù)為間隔)。2.2.3 通話過程a.聽到對方聲音的過程：（藍色虛線路線）從天線收到的信號，經(jīng)RF模塊解調(diào)成中頻的IQ信號，送到AD6521，AD6521對其進行A/D轉(zhuǎn)換后，通過BSP接口送給AD6525的DSP進行解碼。再通過VSP送給AD6521再進行D/A轉(zhuǎn)換，從receiver或者耳機里還原出聲音。這樣就聽到了對方的聲音。b.把自己的聲音發(fā)送給對方的過程：（紅色粗線路線）差分IQ信號，送RF發(fā)射來自RF的差分IQ信號差分IQ信號，送RF發(fā)射來自RF的差分IQ信號AD6525DSP進行音頻解碼A/D轉(zhuǎn)換送到REC或者耳機放出聲音PND/A轉(zhuǎn)換來自MIC的語音PNA/D轉(zhuǎn)換AD6525DSP進行音頻編碼調(diào)制與D/A轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換IPINQPQNIPINQPQNAD6525AD65212.3 電源管理芯片ADP35222.3.1 ADP3522芯片介紹ADP3522是AD20msp430解決方案中的一個電源管理芯片。它包含6路LDO輸出，控制開機，鋰離子電池充電管理，RTCalarm等。供給memory，melody等參考電壓充電控制部分接開機鍵供給RTC供給SIM卡供給AD6525供給音頻電路供給13MHz晶體供給memory，melody等參考電壓充電控制部分接開機鍵供給RTC供給SIM卡供給AD6525供給音頻電路供給13MHz晶體VSIM的電壓可以通過VSIMVSE的電平來選擇，我們目前使用的2.8v的SIM卡。L04M82B板上ADP3522提供的電壓：名稱VSIMVCOREVANVTCXOVMEMVRTCREFOUT輸出電壓2.85v1.80v2.55v2.75v2.80v1.5v1.21v最大電流20mA100mA180mA20mA150mA100uA50uA電池電壓VBAT在3.5v-4.2v之間，ADP3522能夠正常開機和工作。超過4.25v則可能損壞。低于3.5v不能開機。各種情況下的各種電源輸出情況：321321VRTC,電池電壓存在且VBAT在3.5v-4.2v之間時，VRTC一直存在，實時時鐘RTC一直在工作.充電狀態(tài)下，除了VSIM處于off狀態(tài)，其他各路電壓均打開。（沒有開機的情況下充電，其實已經(jīng)開機）只要一按開機鍵（PWRONKEY鍵），除了VSIM之外，其他電壓均被打開。2.3.2 開關機過程a． 開機過程：打開ADP3522有3種方法：a.按下開機鍵（PWRONKEY鍵）；b.PWRIN拉到高電平；c.CHRIN電壓大于電源電壓，同時電源電壓大于一閾值電壓。所以說插入充電器時也能夠開機。正常的開機是按開機鍵開機，只要按下開機鍵，除了VSIM之外，其他LDO均被打開，VCORE打開RESET定時器，timerout之后，RESET拉高，啟動數(shù)字基帶芯片AD6525，AD6525開始運行，它能開始輪詢檢測ADP3522的ROWXpin腳，并拉高ADP3522的PWRONIN腳，一旦PWRONIN被拉高，這時，就可以釋放開機鍵了。這就是按鍵開機的最初始的過程。實時時鐘RTC也可以實現(xiàn)開機，就是因為RTC模塊能夠把PWRONIN拉高，打開除VSIM之外的LDO，當然就能夠開機了。以這種方式可以實現(xiàn)定時開機。b． 關機過程：由于數(shù)字基帶已經(jīng)能輪詢檢測ROWX，開機鍵與其他按鍵的按下一樣能被檢測到，如果檢測到開關機鍵按下超過1s，就可以關掉所有的LDO，切斷了電源，就實現(xiàn)了關機。2.3.3 充電管理和電池保護DDLO(DeepDischargeLockout)：當電池電壓小于2.9-3.0v時，DDLO會關掉，防止電池電壓太低損壞電池。UVLO(UnderVoltageLockout):當電池電源<UVLO時，以低電流進行充電，防止電池損壞。充電路徑如下圖中紅線虛線所示：插入充電器后，有電路能檢測到充電器插入，如果電池電壓小于UVLO，則以涓流（或稱滴流）（TrickleCharging）充電，充電電流大小為20mv/R1，進行充電(R06手機中R1=0.39?)，一直持續(xù)到電池電壓超過UVLO。如果電池電壓大于UVLO，當充電電壓CHRIN高于電池電壓VBAT到100mV以上，則CHRDET中斷信號變?yōu)楦唠娖?，通知?shù)字基帶，同時開始以正常充電模式充電，電流大小為160mV/R1。電池電壓上升到4.2v后，充電電流開始逐漸變小，當檢測到充電電流小于Ieoc(Ieoc=14mV/R1)時，EOC產(chǎn)生高電平，報告充電結(jié)束。實際上鋰離子電池充電都是由硬件完成的。VBATVBATIchargeEOCEOCcurrent涓流UVLO=3.2v4.2v高電流充電結(jié)束信號DDLO=3.0v2.4． ADI主要套片比較2.4.1 數(shù)字基帶比較數(shù)字基帶都與AD6522基本相似，功能和性能上進行了一些升級。芯片主要差別說明AD6522“Hercules”,MCU=39MHz,DSP=78MHz，BOOTROM=1KBAD6525“Athena”,采用0.18um工藝，原叫(Hercules.18),部分電壓降低，BootROM增大到4KB,MCU=39MHz,DSP=78MHz,內(nèi)部SRAM為1Mb。13M或者26MHz時鐘輸入。AD6526“Athena”，兼容AD6525，內(nèi)部SRAM為4Mb。AD6528“Hermes”，MCU=52MHz,DSP=91MHz,再次增大BOOTROM,USB2.0，支持NANDFlash，MMC/SPI接口，內(nèi)部SRAM為2Mb，26MHz時鐘輸入。增加一些GPIO口。AD6529“Hermes”,兼容AD6528，內(nèi)部SRAM為4Mb。2.4.2 模擬基帶比較芯片功能說明AD6521+ADP3522VBC＋PMU，前者提供codec功能，后者提供電源管理功能。AD6535“Typhoon”,模擬基帶，codec和電源管理功能，直接8歐姆speaker驅(qū)動能力，軟件和弦，背光控制，立體聲MP3，USB電源。有3路音頻輸出，3路音頻輸入。AD6533“TyphoonA”,支持buzzer，AD6535的低成本版本。AD6537B“TyphoonB”，比AD6535少USB，MP3，與AD6535封裝上兼容，AD6535的低成本版本。2.4.3 基帶方案組合低端：AD6525(Athena)+AD6533(TyphoonA),應用工程：Venus3/A100/A200等。高端：AD6528(Hermes)+AD6535(Typhoon)，應用工程：P100/A400等。3． Memory介紹3.1 NORFlashMemory我們通常所說的FlashMemory都是指NORFashMemory（如果沒有特別指明，后面提到的Flash都是指NORFlash），而且是指MCP（Mulit-ChipPackage），即把NORFlashMomory和SRAM封裝在一起成一個芯片，使用同一個外部接口。NORFlash使用的是SRAM的接口，有足夠的地址來尋址，可以找到任何一個字節(jié)。使用時就不需要把程序讀到SRAM中，可以直接在NORFlash中運行。因NORFlash的讀速度很快，但擦寫速度很慢，這也就是我們下載程序要花很長時間的緣故。目前使用的NORFlashMemory主要有兩種，一種以AMD生產(chǎn)的或者是其他家生產(chǎn)的與AMD兼容的一系列。現(xiàn)在另一種是以Intel生產(chǎn)或者與Intel兼容的類型。目前我們采用的是前一種。我們常用的128Mb+32MbFlash是由兩片64Mb的FlashMemory和PSRAM（或者稱之為FCRAM）疊加在一起的組成的器件。PSRAM（或者稱FCRAM）與SRAM是有差別的，內(nèi)部使用的是DRAM的技術(shù)，而外部使用的是SRAM的接口，功耗上可能要增加，但成本減少了。目前的較大容量的SRAM都會用PSRAM來代替。DualBANK，F(xiàn)lash中分成不同的BANK，BANK的大小可以不一樣，32Mb和64Mb的Flash一般分成兩個BANK，128Mb的Flash分成4個Bank。CPU可以都對其中的一個Bank進行編程或者擦除操作，然后接著對其他的Bank進行讀操作。從CPU看來，對Flash的讀寫操作沒有任何延遲。一般有兩種方式：Read-while-erase和Read-while-program。Flash中的數(shù)據(jù)在125度的環(huán)境下可以保存20年。Flash最少支持100，000次讀寫操作。一塊Flash分成多個Sector，一般是8KB（4KW）和64KB（32KW）。其中8KB的一般用于存放校準信息，用戶設置的參數(shù)等信息等，（在其他一些嵌入式系統(tǒng)中，8KB的小塊用于存放boot代碼等）。對Flash進行erase（擦除）的最小單位是Sector，可以一次性對整個Flash進行擦除，也可以單獨對某一塊或者連續(xù)幾塊進行erase。Flash芯片的SectorArchitecture有兩種，BottomBootBLOCK和TOPBootBlock。8KB的小塊在低地址，則稱為BottomBootBlock,反之，8KB小塊處于高地址，則為TOPBootBlock。我們手機中主要用8KB存放校準信息等，64Mb的Flash中我們采用的是第TOPBootBlock的芯片。如果8KB的小塊很多，則選擇哪一種都無所謂了。NorFlasherase之后，每個bit都是1，對它進行Program時，進行編程后，變成0或者1。如果已經(jīng)變成了0，則不能通過program變成1，必須通過erase才能變成1。Flash的erase和program都需要時間，如果不采用dualbank方式，在erase的時候只能等待。目前為了支持大容量文件系統(tǒng)，沒有使用DualBank，在實際使用中效果還不是很明顯。3.2 NORFlashMemory編程由于FlashMemory采用的是SRAM接口，數(shù)據(jù)是可以直接讀的。Flash使用的目的就是為了保存數(shù)據(jù)的，為了防止意外的擦除和寫入，對Flash的擦除和編程有特殊的指令系統(tǒng)，必須按照特定的順序向一些特定的地址發(fā)送特定的指令，整個過程必須完整，才能有效擦寫Flash。Sector2Sector1由于Flash必須整個Sector進行擦除，但用于經(jīng)常會更改手機的一些設置，手機必須把這些更改記錄下來，更改的信息不能在原來存儲的地方更改，也沒有必要因為少量的改動把整個Sector擦除重新寫，可以采取方法是：Sector2Sector1使用一塊Sector2專門保存更改的信息，而sector1的其他部分不變，繼續(xù)使用。等到Sector1的信息都移到Sector2的時候，就把Sector1擦除，這時候，Sector1與Sector2的作用就互換了。3.3 NORFlash與NANDFlashNOR和NAND是目前市場上主要的兩種非易失性閃存儲器。前面所說的“Flash存儲器”一般是指“NORFlash存儲器”。最小以Sector存儲器單元塊進行擦寫和再編程。任何Flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進行，所以大多數(shù)情況下，在進行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除。NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡單的，而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內(nèi)所有的位都寫為0。NOR與NAND相比在容量上和價格上不如后者，但由于其易用性，在存儲量不大的情況下，NOR占據(jù)絕大部分市場。目前手機中用來存儲程序的Flash，一般在32Mb~128Mb之間，都采用NORFlash，手機直接從NORFlash上啟動運行。名稱NORNAND性能比較讀速度比NAND快。擦除和寫速度比NOR快，擦除單元更小，擦除電路更少接口差別帶SRAM接口，有足夠的地址，可以容易存取內(nèi)部任何一個字節(jié)。使用復雜的串口來進行，各個產(chǎn)品和各個廠商各不相同。讀寫都是按塊進行，與硬盤管理相似，基于Nand的存儲器可以取代硬盤。容量和成本1～16MB容量占據(jù)市場份額大。8～128MB容量占據(jù)市場份額大，相同尺寸下容量更大。高密度?？煽啃圆翆?0萬次。擦寫100萬次，需要進行壞塊處理。易用性與SRAM一樣直接連接。必須先寫入驅(qū)動程序，才能操作，必須對壞塊進行管理。需要進行EDC/ECC。軟件支持不需要任何代碼支持，可直接在NOR上運行程序。需要文件系統(tǒng)支持，需要閃存管理軟件支持。 NORFlash最初是由Intel開發(fā)出來的，而NAND最初是由東芝開發(fā)出來出來的。NORFlash一般都是與SRAM封裝在一起，即MCP，是潮流所趨。目前能提供MCP的主要廠家有：廠家市場份額和技術(shù)情況備注SPANSIONAMD與富士通合資公司，生產(chǎn)MCPAMDFujitsuST也可以把NOR，SRAM和NAND封裝在一起Intel 由于NAND芯片內(nèi)的一些bit可能會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，需要進行EDC/ECC，在軟件上需要進行檢錯和糾錯處理。需要消耗大量得系統(tǒng)資源。另外NAND采用的是串口，需要驅(qū)動代碼。在占用系統(tǒng)資源比例上，NAND要比NOR高得多。3.4 T-Flash與SD等存儲卡簡介各種存儲卡基本上是基于NANDFlash技術(shù)。目前在MP3等電子消費產(chǎn)品和手機上使用的卡有：MMC，RS-MMC,SD,mini-SD,T-Flash,MemoryStickDUO,CF卡和微硬盤等。下面介紹我司使用的T-Flash卡相關的資料。a. SD卡：SD（SecureDigitalCard）卡，由松下、東芝和SanDisk聯(lián)合推出，1999年8月才首次發(fā)布。于2000年2月1日發(fā)起成立了SD協(xié)會（SecureDigitalAssociation簡稱SDA），成員公司已經(jīng)超過90個，陣容強大，其中包括IBM，Microsoft，Motorola，NEC、Samsung等。SD卡數(shù)據(jù)傳送和物理規(guī)范由MMC發(fā)展而來，大小和MMC差不多，尺寸為32mmx24mmx2.1mm。長寬和MMC一樣，只是厚了0.7mm，以容納更大容量的存貯單元。SD卡與MMC卡保持著向上兼容，也就是說，MMC可以被新的SD設備存取，兼容性則取決于應用軟件，但SD卡卻不可以被MMC設備存取。（SD卡外型采用了與MMC厚度一樣的導軌式設計，以使SD設備可以適合MMC）。SD接口除了保留MMC的7針外，還在兩邊加多了2針，作為數(shù)據(jù)線。采用了NAND型FlashMemory，基本上和SmartMedia的一樣，平均數(shù)據(jù)傳輸率能達到2MB/s。b. Mini-SD卡：MiniSD卡的體積只有21.5x20x1.4mm，節(jié)省60%的空間，比起傳統(tǒng)的記憶卡可以使得設備節(jié)約40%空間。利用轉(zhuǎn)換器可以兼容原先的那些使用普通SD存儲卡的設備。所以原先的SD卡讀卡器也還能夠繼續(xù)使用。c. T-Flash卡：摩托羅拉與SanDisk共同研發(fā)的TransFlash卡，T-Flash卡是大小僅有11mm×15mm×1mm的超小型存儲卡，目前的最大存儲容量達128MB，而通過轉(zhuǎn)換卡，TFlash卡可以轉(zhuǎn)接成SD接口在普通讀卡器上使用。目前在摩托羅拉的手機上大量使用。我司的M5和C200手機上使用的就是T-Flash卡。4． 多媒體部分工作原理4.1 LCD顯示器LCD，即液晶顯示器，種類很多。液晶本身并不發(fā)光，LCD就是利用液晶分子在電壓作用下能夠改變排列方向，決定是否讓光通過。要顯示彩色，則使用RGB三色濾光片，一個象素點陣上有RGB3個區(qū)域，透出的光亮度不一樣，RGB3個點的組合就能顯示不同的顏色。OLED有機發(fā)光二極管顯示器，是本省的有機分子的電場的控制下能發(fā)光的。不需要背光。不管是LCD還是OLED器件，都需要DriverIC(驅(qū)動芯片)支持。驅(qū)動芯片與CPU的接口方式一般有兩種，CPU接口和RGB接口。CPU接口類型的LCDDriverIC中含有GRAM，CPU把要顯示的數(shù)據(jù)送到GRAM中，再由驅(qū)動芯片把GRAM中的數(shù)據(jù)在對應的顯示區(qū)域中顯示出來。而RGB接口的DriverIC中沒有GRAM，CPU送給DriverIC的數(shù)據(jù)直接送到屏上顯示。由于沒有了GRAM，成本就低了很多，隨著顯示屏增大的趨勢，傾向于使用沒有GRAM的RGB接口的LCD。目前我們使用的都是CPU接口的DriverIC。XXCPUXDriverICGRAM4.2 Camera工作原理4.2.1 Sensor簡介景物通過鏡頭（LENS）生成的光學圖像投射到圖像傳感器（SENSOR）表面上，轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過A/D（模數(shù)轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片（DSP）進行處理，再在屏上顯示出來。圖像傳感器（SENSOR）是一種半導體芯片，其表面包含有幾十萬到幾百萬的光電二極管。光電二極管受到光照射時，就會產(chǎn)生電荷。SENSOR可以分為兩類：CCD（chargecoupledevice）：電荷耦合器件CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)：互補金屬氧化物半導體。前者價格較高，效果較好，但我們目前采用的都是CMOSSensor。我司手機上Sensor感光象素有3