iphone拆機與原理圖對比分析（系統(tǒng)基帶篇）

本文希望從系統(tǒng)的角度來加以說明，一方面可以迅速了解智能手機的大致結構與構成，另一方面通過框圖分析能基本知道手機基帶這個我們常說，但卻理解并不深入的重要模塊。再者，大家唱衰蘋果好多年了，蘋果是否真的不行了，我拿出了近些年的銷量，數(shù)據(jù)說話。但有一說一，現(xiàn)如今蘋果的創(chuàng)新能力較之喬布斯時代，要遜色很多了。蘋果手機原理圖分析（系統(tǒng)基帶方面）涉及到以下內(nèi)容：系統(tǒng)架構設計：iPhone的系統(tǒng)架構包括應用處理器（AP）和基帶處理器（BP）。AP和BP通過串行外設接口（SPI）或I2C接口進行通信。AP包括所有的用戶可見的應用，例如電話、短信、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽等。BP負責無線通信，包括電話、短信、數(shù)據(jù)和無線控制?；鶐幚砥髟O計：基帶處理器是手機芯片的重要組成部分，負責處理無線通信協(xié)議，包括GSM、WCDMA、CDMA(EVDO)、TD-SCDMA、5G模組，Wi-Fi和藍牙等。基帶處理器還負責語音編解碼、信道編解碼、加密解密、協(xié)議棧處理等功能。通信協(xié)議棧設計：基帶處理器支持多種通信協(xié)議棧，例如GSM、WCDMA、LTE等。協(xié)議棧處理來自物理層的信號，并將其轉換為應用程序可以理解的格式。存儲和緩沖區(qū)設計：基帶處理器包括用于存儲電話簿、短信、音頻和其他數(shù)據(jù)的存儲器。此外，基帶處理器還具有用于緩沖數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，以確保數(shù)據(jù)的流暢傳輸。電源管理設計：基帶處理器還包括電源管理單元，負責管理電池壽命和功耗。外設接口設計：基帶處理器通過串行外設接口（SPI）、I2C接口、通用異步收發(fā)器（UART）等與外部設備進行通信。大神告訴我們，學習新東西，最為重要的是要避免盲人摸象，只知局部不識整體。因此，拿出手機整機系統(tǒng)框體，了解大致結構后，可以根據(jù)每個模塊來深入研究：? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
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在看另一半的組件分布圖紙，與上文中的圖紙構成整體，因本文有模塊論述，因此分開了。? ? ? ?
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其次，可以看看點位圖，通過對應點位圖，基本大一點的模塊都可以看清楚，更為重要的是通過點位圖來學習其布局。PCB layout設計，布局更加需要學習。? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? 然后，給出了蘋果手機的歷年銷量圖，截止到2016年Q2季度，沒有到最新的，這份表單更為全面?；沮厔菘梢钥闯觯w速度是上升的，但是增速確實在下降，但體量依舊很大。這條曲線，讓我想到了中國的GDP情況， 好像也是類似的曲線。改革開放前30年基本都是10%的增速，但現(xiàn)在基本6.8%左右，也有很多人唱衰，卻沒有考慮到中國第二大經(jīng)濟體的體量已經(jīng)極為龐大，保持當前增速已經(jīng)極為不容易了。? ? ? ?
1 手機各個模塊拆機? ? ? ? ?
手機各個功能模塊的廠家介紹。? ? ? ?
? ? ? ? ? 紅色：海力士的16GB閃存芯片? ? ? ? ?
橙色：日本村田的339S0228 Wi-Fi芯片? ? ? ? ?
黃色：338S1251-AZ電源管理芯片? ? ? ? ?
綠色：博通的BCM5976觸控芯片? ? ? ? ?
藍色：M8協(xié)處理器（其實是NXP的LPC18B1UK）? ? ? ? ?
粉色：同樣來自NXP的NFC芯片，具體型號是65V10 NSD425? ? ? ? ?
黑色：高通的WTR1625L射頻芯片，全網(wǎng)通的另一大組成部分? ? ? ? ?
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? ? ? ? ? 海力士的閃存：SK Hynix H2JTDG8UD3MBR 128 Gb (16 GB) NAND flash? ? ? ? ?
高通的電源管理器：Qualcomm PM8018 RF power management IC? ? ? ? ?
Triquint TQM6M6224? ? ? ? ?
Apple 338S1216? ? ? ? ?
Broadcom BCM5976? ? ? ? ?
德州儀器 Texas Instruments 37C64G1? ? ? ? ?
Skyworks 77810? ? ? ? ?
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Skyworks 77355? ? ? ? ?
Avago A790720? ? ? ? ?
Avago A7900? ? ? ? ? Apple 338S120L? 2 射頻前端模塊的細節(jié)圖? ? ? ? ? iPhone 5S北美版射頻前端模塊：? ? ?? ? ? RF MicroDevices RF3763功率放大雙工器(PAD) B5/8?? ? ? RF MicroDevices 1112天線調諧方案?? ? ? RF MicroDevices 1113天線調諧方案?? ? ? Skyworks SKY77572 Band 18/19/20功率放大器?? ? ? Skyworks SKY77810 2G/EDGE功率放大器?? ? ? Skyworks SKY77496 Band 13/17功率放大器?? ? ? Skyworks SKY73614 (不詳)?? ? ? Avago A792503 Band 25/3功率放大器?? ? ? TriQuint TQF6414 Band 1/4雙功率放大器?? ? ? 村田(Murata) 177切換/過濾模塊?? ? ? 村田E50切換/過濾模塊村田AMG切換/過濾模塊?
? ? ? ? ? 3 基帶部分淺析? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
基帶部分比較難，并不太懂，因此通過以前收集整理的資料簡要說明，如有錯誤，歡迎指正?；l是手機中最核心的部分，也是技術含量最高的部分，全球只有極少數(shù)廠家擁有此項技術，包括德州儀器、愛立信移動平臺、高通、聯(lián)發(fā)科、NXP、飛思卡爾、英飛凌、博通、展訊。常見基帶處理器負責數(shù)據(jù)處理與儲存，主要組件為DSP、微控制器、內(nèi)存（如SRAM、Flash）等單元，主要功能為基帶編碼/譯碼、聲音編碼及語音編碼等。目前主流基帶架構：DSP+ARM。目前的主流是將射頻收發(fā)器(小信號部分)集成到手機基帶中。隨著數(shù)字射頻技術的發(fā)展，射頻部分被越來越多地集成到數(shù)字基帶部分，電源管理則被更多地集成到模擬基帶部分，而隨著模擬基帶和數(shù)字基帶的集成越來越成為必然的趨勢，射頻可能最終將被完全集成到手機基帶芯片中。德州儀器、英飛凌等廠商將基帶和射頻部分集成在一起，對于中高端應用則加上應用處理器。? ? ? ?
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? ? 基帶芯片是用來合成即將的發(fā)射的基帶信號，或對接收到的基帶信號進行解碼。具體地說，就是：發(fā)射時，把音頻信號編譯成用來發(fā)射的基帶碼；接收時，把收到的基帶碼解譯為音頻信號。? ? ? ?
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? ? 基帶部分如下圖所示，通過這張原理流程框圖可以返回對照原理圖部分，因此基帶部分大致關系可以看出來。? ? ? ?
? ? ? ? ? 對照上圖的濾波器電路如下:?
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天線開關模塊電路:? ? ? ? ?
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功率放大器? ? ? ? ?
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? ? ? ? ? 射頻收發(fā)器模塊電路? ? ? ? ?
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基帶處理器模塊電路? ? ? ? ?
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? ? ? ? ? 對照下圖GSM手機發(fā)送信號流程圖? ? ? ? ?
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? ? ? ? ? 這樣對比看下來，是否會容易理解一些？? ? 核心總結：分析蘋果手機的系統(tǒng)基帶部分需要深入的硬件和電子領域知識，因為這涉及到復雜的電路設計、通信協(xié)議、信號處理等內(nèi)容。下面是一個大致的分析框架，用于理解蘋果手機系統(tǒng)基帶的一些關鍵方面：? 1. 基本概念和功能：? ? 系統(tǒng)基帶是手機內(nèi)部負責通信功能的一個關鍵組成部分，包括通信調制解調、信號處理、協(xié)議處理等。基帶芯片負責將數(shù)字數(shù)據(jù)轉換成適合發(fā)送和接收的模擬信號，以及將接收到的模擬信號轉換成數(shù)字數(shù)據(jù)。? ? 2. 基帶硬件架構：? ? 硬件架構包括基帶處理器、射頻前端模塊、數(shù)字信號處理模塊、解調器、編碼器等。3. 射頻前端：? ? 射頻前端涉及到天線、濾波器、放大器等，負責將數(shù)字信號轉換為模擬射頻信號，或將模擬射頻信號轉換為數(shù)字信號。學習射頻前端的基本原理，以及如何實現(xiàn)高效的信號傳輸。4. 通信協(xié)議處理：? 了解手機所支持的不同通信協(xié)議，如GSM、CDMA、LTE等。掌握基帶芯片是如何處理這些不同的協(xié)議，以及如何進行信號調制、解調等。? ? ? 5. 信號處理和編碼：? ? ? ? 學習數(shù)字信號處理的基本原理，包括濾波、調制解調、編碼、解碼等。了解基帶芯片中如何處理和優(yōu)化這些信號處理步驟。? ? 6. 數(shù)據(jù)傳輸和控制：? ? 掌握基帶芯片如何將處理后的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌考?，如處理器、?nèi)存等。學習基帶芯片如何進行數(shù)據(jù)控制和調度，確保通信的穩(wěn)定性和流暢性。? ? 7. 芯片布局和連接：? ? 了解基帶芯片在整個手機電路板上的布局和連接方式，以及如何與其他組件進行交互。? ? 8. 安全和隱私：? ? ? 學習基帶芯片中的安全機制，如加密、認證等，以保護通信數(shù)據(jù)的安全性和用戶隱私。
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