1.2 基带电路

手机电路分基带电路与射频电路两大部分。基带电路的核心是诺基亚专用的GSM处理器UPP4M V4.3芯片(D2800),其电路参见附图1。

UPP4M_V4.3芯片包含微处理器MCU、数字语音处理器DSP、数字控制逻辑单元。它完成手机的所有信号处理过程,具有控制整机的功能。

在基带电路中,电源管理由UEM专用集成电路完成。基带电路使用2.8V的模拟电源及1.8V的I/O电源。基带信号处理器D2800的内核可使用低至1.0V、1.3V及1.57V的电源。实时时钟电路被集成到复合电源UEM芯片(D2200)内。实时时钟电路产生的32.768kHz的信号也用于基带电路,作为睡眠时钟信号使用。

复合电源模块D2200还提供基带电路与射频电路之间的接口电路(RFI)。D2200电路提供A/D及D/A转换电路,用于IQ接收、IQ发送、接收音频、发送音频电路。在基带信号处理器D2800内的DSP控制下,D2200电路可输出模拟信号TXC,控制发射机的输出功率;输出AFC信号,控制逻辑时钟信号与基站时钟同步。

复合电源模块D2200与基带信号处理器D2800通过DBUS总线与DSP进行数据通信,通过CBUS总线与MCU进行数据通信。

总的来说,UPP芯片有如下一些功能:提供系统逻辑单元与MCU、DSP之间的接口;提供用于系统时间控制的时钟、定时、睡眠及中断单元;提供MCU控制接口;SIM卡接口;GSM编码器;GPRS支持;按键、显示等用户接口;附件接口电路、软件编程的射频接口,以及用于复合射频模块控制的可编程串行接口等。

1.2.1 UPP时钟

手机的时钟是非常重要的,不论是基带电路,还是射频电路,都需要使用到时钟信号。

系统时钟电路所产生的信号频率都是26MHz。在系统启动期间,UEM电路使用其自身所产生的实时时钟振荡电路所产生的信号用于时间的生成。

在开机模式下(PWR⁃ON模式),软件设置CBUS时钟在所有的时间内的频率为1MHz。

在睡眠模式下,26MHz的时钟电路停止工作。UEM电路产生32.768kHz的低频率时钟信号,送到数字基带信号处理器、蓝牙模组。

在26MHz电路开始工作前,没有外接的时钟信号可以供数字基带信号处理器UPP使用。当复位后,26MHz电路开始工作。当DSP(数字语音处理器)处于复位状态时,微处理器使用13MHz或26MHz的时钟信号。有3个同等的数字式锁相环用于微处理器、DSP与附件接口,并且它们都可以独立控制。这些时钟信号还直接用于SDRAM接口,或分频后用于其他接口,如FLASH接口。

RFCLK是系统时钟信号,由复合射频处理器N7600输出到数字基带信号处理器。

SLEEPCLK是手机的睡眠时钟信号,由复合电源模块UEM输出到数字基带信号处理器。

RFCONVCLK信号是射频信号转换电路的时钟信号,该信号由数字基带信号处理器输出到复合电源模块。

RFBUSCLK信号是数字基带信号处理器输出到复合射频模块的时钟信号。该信号与RF⁃BUS总线中的其他信号一起控制复合射频模块的各相关的单元电路。该信号相当于频率合成时钟信号。

DBUSCLK信号由数字基带信号处理器内的DSP单元输出到复合电源UEM电路。CBUS⁃CLK信号由数字基带信号处理器UPP内的MCU单元输出到复合电源UEM电路。

LCDCAMCLK信号则是LCD显示电路及照相机电路的时钟信号。

1.2.2 总线接口

整个基带系统除复合电源UEM、数字基带信号处理器UPP芯片外,还有存储器及其他接口电路。数字基带信号处理器完成对各功能电路的控制。

1. CBUS总线

附图1中所示的CBUSCLK、CBUSDA、CBUSENX属于CBUS总线。CBUS是数字基带信号处理器UPP与复合电源模块之间的控制总线。

CBUS总线由数字基带信号处理器内的MCU(微处理器单元)控制。其信号传输速率由软件设置。其中CBUSCLK是CBUS总线时钟信号,在开机序列中,由软件设置为1MHz。CBUSDA是CBUS总线数据信号,CBUSENX是CBUS总线的使能信号。

复合电源模块UEM内的A/D转换器需要使用CBUS接口时钟信号CBUSCLK。CBUS总线也用来向UEM电路传输其他控制命令。若CBUS总线信号不正常,会导致手机出现不开机的故障。

2. PUSL总线

UPP与UEM模块之间有一个PUSL信号总线。PUSL信号总线包含系统总复位信号PURX、睡眠时钟信号SLEEPCLK及系统时钟电源控制信号SLEEPX(或是模式控制)。

其中,PURX信号由复合电源UEM电路输出。该信号是一个2.8V的高电平信号。如果用双踪示波器同时检测基带电源及PURX,会发现PURX信号有一段时间的延时。如果PURX信号不正常,可检查UEM模块电路。

PUSL总线中的SLEEPCLK是UEM模块输出的32.768kHz睡眠时钟信号。

PUSL总线中的SLEEPX信号是数字基带信号处理器UPP输出的控制UEM模块内系统时钟电压调节器的信号。在UEM模块输出PURX信号之前,UEM模块内的系统时钟电压调节器由UEM模块内的数字逻辑电路强制启动。PURX对基带系统复位后,基带信号处理器开始执行系统控制功能,通过SLEEPX信号控制UEM内的系统时钟电压调节器。

PUSL总线的3个信号是不开机故障检修的重要检测信号。PURX、SLEEPX信号可用万用表与示波器来检测,但SLEEPCLK信号需要用示波器来检测。

3. DBUS总线

附图1中所示的DBUSCLK、DBUSDA、DBUSEN1X信号属于DBUS总线信号。DBUS总线是DSP controlled bus——DSP控制总线,是UPP内DSP单元与UEM模块之间的信号总线。

DBUS总线用于UPP内DSP与UEM模块的通信。其中,DBUSCLK是DBUS总线的时钟信号,该信号频率为13MHz,由数字基带信号处理器输出到UEM模块电路。

该总线主要控制UEM模块内射频逻辑接口电路,以使UEM输出相应的射频电路控制信号。若该总线信号不正常,也可能导致手机出现不开机的故障。

1.2.3 数据接口

1. 存储器接口

基带处理器D2800的存储器接口包含存储器数据总线、存储器地址总线及存储器的控制信号线(参见附图1)。

在诺基亚2610手机中,采用的是一个复合的存储器(D3000)。D3000集成了一个16MB的PSRAM存储器和一个128MB的NOR FLASH存储器。

D2800的R2脚输出存储器的片选信号,该信号可在测试点J2823处检测。其存储器控制信号可在测试点J2814、J2815、J2817、J2818处检测。

2. SIM卡接口

在诺基亚2610 手机中,基带信号处理器D2800 没有专门的SIM卡接口,D2800 复用GENIO口来作为SIM卡接口(参见附图1),需要从UEM电路查看过去才可以知道哪些端口是SIM卡信号线路。

在UPP4M芯片电路中,UPP芯片的GENIO(31∶0)总线中的29~31为SIM卡信号线路。若这3条信号线不正常,会导致手机出现SIM卡故障。

3. 显示接口

UPP处理器的专用串行LCD接口被称为LCDUI。LCDUI总线有3条信号线,它们分别是时钟信号LCDCAMCLK、数据信号LCDCAMTXDA、片选信号LCDCSX(参见附图1)。

LCDUI中的LCDCAMCLK、LCDCAMTXDA信号线还可用于照相机电路,以使LCD显示器能作为照相机的取景器。

图1.17所示的是诺基亚2610手机LCD接口电路。其中的LCD_RESETX是LCD电路的复位信号,H2400 是LCD模组的连接器,H2400 的9、10 脚连接到背景灯驱动电路(参见图1.11),图中的V2400是按键背景灯。

图1.17 诺基亚2610手机的LCD接口电路

4. 按键电路

基带信号处理器提供按键接口。应用处理器的按键接口有P00~P04、P10~P15,它们经EMI滤波器Z2400连接到按键矩阵。图1.18所示的是诺基亚2610手机中的按键信号电路。

图1.18 诺基亚2610手机的按键信号电路