第三章：逻辑部分原理.doc

第三章 逻辑部分3.1 主要芯片功能简介998系列、8088手机均采用了以GCAP II、WHITECAP为核心的芯片组，射频部分采用MAGIC与逻辑部分进行联系，下面以V8088为例，分别对这几部分的功能进行介绍。它们分别是：(1)GCAP II （U900 ）电源模块(2) WHITECAP（CPU）模块(3) MAGIC复合中频处理芯片GCAP II （U900 ）电源模块 V8088手机主电源电路以音频模块GCAP II (U900)为基础。U900模块是一个复合电源管理模块，主要完成音频处理及电源调节等功能。(1) 电源管理模块电源管理模块产生5个电压：V1、V2、V3、VERF和VSIM1。V1电压为5V，给MAGIC供电。V2电压为2.75V，给整个逻辑电路供电。V3电压为2V，给White Cap（U700）电路模块供电。VREF电压为2.75V，给MAGIC（U913）供电。VSIM1电压为5V，给SIM卡供电。 (2) A/D和D/A电路A/D电路：将送话器接收的语音模拟信号转换为语音数字信号，然后再传送给White CAP。D/A电路：将White CAP输出给GCAP II的语音数字信号转换为语音模拟信号，然后将信号送至喇叭。(3) 逻辑控制电路开机时产生一个复位信号，复位整个逻辑部分电路。开机和关机控制电路，用于整个电路的工作模块。输出PW-SW信号和输入STDBY信号。(4) 晶振电路晶振电路产生一个32.768kHz的时钟信号，供实时时钟电路使用，用作睡眠状态下的工作时钟。(5) 充电控制电路 (6) DSC BUS接口电路 Uplink和Downlink信号。 (7)SIM卡接口信号CLK： 时钟信号，3.25MHz，SIM卡与GCAP II之间的通信时钟。SIM-Reset：复位信号。SIM I/O： 与GCAP II之间的通信输入/输出线。Vsim1： SIM卡的供电电压，为5.0V。(8)其他功能 对听筒、振铃的音频信号放大以及送话器和外部送话器的音频信号的放大。产生一个ALRT Vcc电压用于驱动振铃和背景灯。 MAGIC复合中频处理芯片 V8088中频电路包括中频放大、锁相解调及I/Q分离。中频放大由Q490提供，其他的中频处理则由专用IC U913完成。U913是一个复合电路，他不但包含接收机的中频处理（RXI/Q）解调、发射机的中频处理（TXI/Q调制）、频率合成中的PLL电路，而且包含了逻辑射频接口电路。V8088中频电路是一个复合GSM射频处理电路。它包括如下功能电路： 接收第一本机振荡RXVCO电路； 参考时钟； 射频电源调节； 功率控制PAC（power control）电路； 接收信号处理； 接收第二本机振荡； 发射中频处理。(1) 接收电路的第一本振电路（RXVCO）对于EGSM来说，该电路接收机提供第一本振频率为1325.21359.8MHz的VCO信号。第一中频是RXVCO信号与接收频率的差频为400MHz。对于DCS1800频段来说，接收第一本振频率为1405.21479.8MHz；第一中频为接收频率与RXVCO的差频同样是400MHz。对于这一点，应注意的是，EGSM的第一中频是RX-VCO减接收频率，而DCS1800的中频则是接收频率减RXVCO信号得到。接收第一本振信号只有在接收信号时才产生。CPU通过串行数据总线对频率合成环路中的分频器进行编程，控制RXVCO输出信号的频率。U913模块内锁相环路中PD（鉴相器）输出的控制电压控制外接的RXVCO振荡频率。VCO输出的信号一路送到接收混频电路，另一路回到程控分频器给锁相环路作取样信号。(2)参考振荡 晶体振荡电路产生一26MHz的参考时钟。U913外接一锁相环13MHz VCO电路。它从CLK-OUT端口输出一个13MHz信号给逻辑电路作时钟信号。CLK-OUT端口若无信号输出，则手机不能开机。开机时，26MHz信号2分频以后由CLK-OUT端口输出给逻辑电路，这时CLK-SEL（时钟选择信号）为低电平。最后，CLK-SEL被拉高，WHITE CAP芯片将CLK-SELECT拉高，以激活AFC电路。(3)射频电源稳压 射频电源稳压电路提供RF-V1和RF-V2两个稳压电源及一个超线性电压（SUPERFILTER）给RXVCO电路作电源（SF-OUT），给VCO的缓冲放大器器供电。稳压电源RF-V1和RF-V2是在2.75V的电源基础上产生的。给VCO电路供电的SF-OUT由RF-V1产生。它精度高，稳定性强，以减小推频效应对VCO输出信号频率的影响。(4)接收第二本机振荡 第二本机振荡由U913外接的VCO电路产生一个800MHz的中频VCO信号。在复合IC内部，800MHz被2分频，所以真正的第二本机振荡频率为400MHz。VCO电路的控制电压在1.03.0V之间。 (5)、功率控制PACD/A转换的接口电路提供PAC IC控制信号，这就使话音的逻辑部分可通过串行外接接口来发送数据，并可用一逻辑信号线来激活发射机。PAC IC输出功率控制信号。 WHITECAP（CPU）模块 WHITECAP，即手机的控制核心CPU，即U700，主要功能如下： 执行程序，与外部的SRAM、EEPROM及EPROM之间进行数据交换。 输出射频控制信号，控制射频部分的接收与发射。 处理键盘、输出驱动液晶显示、驱动背景灯等驱动信号。 控制与SIM卡之间的通信。 控制MAGIC芯片的工作。 进行数字语音编码（DSC）。 进行数字信号处理（DSP）。 通过串行外设接口与U900之间进行数据交换。 控制与外部设备之间的通信。 提供其他控制信号。(1) 执行程序，与外部SRAM、EPROM及EEPROM之间进行数据交换 U700是逻辑电路部分的核心部分，它控制着整个逻辑部分的正常运行。执行程序，保证各部分电路的正常运行。U700通过地址总线和数据总线与SRAM、EPROM及EEPROM之间进行数据通信。U700可以对不同的存储器发出片选信号（CS）和R-W（读写信号）。SRAM：随机存储器，存储容量为64K*16bit。主要用于存储U700在执行程序时的临时数据。Flash：该芯片集成了一个EPROM和EEPROM，EPROM内存储着手机的软件，EEPROM中存储着各种控制信息，例如功率控制数字信息，RF部分的频率控制，AGC控制等。(2) 输出RF控制信号，控制RF部分的接收和发射 (3) 处理键盘，输出驱动液晶显示、驱动背景灯等驱动信号 键盘编码信号和通电开关中断信号输入：KBR0、KBR1、KBR2和KBC0、KBC1、KBC2、KBC3以及通电开关中断信号HS-INT。驱动液晶显示：A0和数据总线D0-D7，以及显示驱动信号DP-EN。背景灯驱动信号BKLT-EN：背景灯驱动控制信号。其他信号：HEAD-INT， 耳机中断输入信号；VIB-EN， 振动器驱动信号；LED-GRN， 绿灯驱动信号；LED-RED， 红灯控制信号。(4) SIM卡接口 通过SIM卡接口与SIM卡之间进行通信。通信信号分别为LS1-IN、LS2-IN、LS3-TX、LS3RX。(5) 系列串行外设接口，输出控制U913芯片的工作信号，以及传送接收和发射的数据信号(6) 进行数字语言编码（DSC） 对U900输出给U700的音频数字信号进行编码（由数字语音DSC完成），然后经调制后发射出去，以及完成U913输入给U700的数字信号的解码。(7) 进行数字信号处理（DSP）U913将接收到的数据信号输至U700，由U700内部的数字信号处理器（DSP）进行解码，并将解码后的数据传送给U900，完成编码和解码后的数字信号的进一步处理。 (8) 通过串行外设接口与U900之间进行数据交换；通过串行外设接口对U900进行编程 给U900输出一个13MHz的时钟信号。(9) 控制与外部设备之间的通信通信方式有两种：与计算机之间进行通信。通过RS232串行通信口与计算机之间进行通信。通过DSC BUS，与外部测试设备之间进行通信。这时需与连接设备EMMI相连接，再与测试设备相连接。DSC BUS包括DSC-EN、UPLINK和DOWNLINK 3个信号。(10) 其他控制信号 CLK-SELCECT，输出此信号用于选择主时钟信号，时钟频率为13MHz。 MAGIC-13 MHz，由U913输出至U700的主时钟信号，时钟频率为13MHz。 RESET，复位信号，对U700进行复位，同时对FLASH ROM和显示部分进行复位。 U700模块还提供背景灯控制。背景灯控制信号来自U700的K3端口。Q939构成控制开关电路，它们的工作电流恒定，以防止电流过大损坏器件。 3.2 电源与逻辑部分 一电源切换V8088手机不但可以使用电池电源，还可以使用外接电源。外接电源从手机底部的连接座输入。外接电源与电池电源的切换由一个电源切换电路完成。当外接电源EXT_B+加到手机上时，手机被自动切换到外接电源。电源切换电路主要由Q942、CR940组成。该电路构成一个电子开关电路，进行手机电池电源与外接电源路径的切换。电池电源BATT+连接在Q942的5-8脚上，从Q942的1-3脚输出电源B+给手机电路供电。当手机被加上外接电源时，U900模块检测到这种变化，从F10断口输出控制信号到Q942的4脚，Q942关闭电池供电路径。外接电源EXT B+经二极管CR940给手机供电。电源切换电路如图所示 当话机使用手机电池供电时,手机电池通过电子开关Q942给手机供电.电池正极连接至Q942的58脚,这时Q942的4脚为低电平0,Q942到导通,电池电压从Q942的1、2、3脚输出给手机供电。若Q942损坏,将会导致手机用电池不能开机,须从底部用外接电源开机；若CR940损坏,则导致手机用电池能开机,用外接电源不能开机。 二 开机电路 V8088手机的开机触发及电源电路由专用模块U900提供。U900电路是一个复合电路，其功能参见前面的芯片功能介绍。V8088手机为低电平触发开机，且它与其他摩托罗拉的GSM手机的开机电源模块电路很相似。开机信号可有两路：一路为按键开机信号；一路为外接开机信号。通过开关键产生的开机信号经电阻R804到U900的开机触发端； 通过手机底部系统接口的9脚产生的开机信号经二极管CR920到U900的开机触发端。当电源开关键未按下时，R804处电压应为高电平2.75V。当电源开关键按下时，R804处电压应为0电平（1V以下），否则应检查开关键到R804脚的线路。 V8088手机的开机信号线路如图所示。 当手机的电源开关键被按下并保持足够的时间时，一个低电平触发脉冲经电阻R804到达U900的开机触发端（C8端口，PWRON）。一旦开机触发信号送到U900电路，开机程序启动。U900内的电压调节器被打开，分别产生V_BOOST1、V1、V2、V3、V_SIM1等电压。当U900输出的电源送到U913电路及基准频率时钟电路时，基准频率时钟电路开始工作。手机一开机，Y230与U913构成的基准频率时钟电路就会产生一个26MHz的信号，26HMz信号在U913内被2分频，得到13MHz的信号。13MHz信号作为逻辑时钟信号从U913的J6端口输出，到U700的G14端口（经电容C704），经U700处理后，U700又输出一个GCAP -CLK时钟信号到U900的F5端口。当软件开始运行，手机成功开机后，U700输出时钟信号CLK-SEL到U913的G6端口，选择由CR230电路提供的稳定的13MHz信号作为逻辑电路的时钟信号。在时钟信号处理的同时，逻辑电路送出一个系统复位信号到U900及中央处理器U700，U700因此复位清零，通过通信总线启动开机程序。如果得到软件的支持，U700到P8端口输出一个高电平（WATCHDOG，看门狗），作为开机维持信号，该信号到电源摸块U900，使U900保持电压输出，完成开机过程。在关机方面，当手机处于开机状态，如电源开关键按下并保持足够的时间时，一低电平关机触发脉冲经电阻R804到达U900的开关机触发端，逻辑电路检测到这一关机信号，即通过串行通信线将这个信息传输到中央处理器U700，U700启动关机程序，U700撤消P8端口的高电平，控制U900关闭电压调节器，停止输出电源，完成关机。 三 U900直流稳压供电电路U900提供多个电源，这些电源都是由开关转换电源VBOOST1（5.6V）经U900内的电压调节器转换得到。5.6V电路由U900内的部分电路和升压电感L901、二极管CR901、电容C934等构成，其电路如图6所示。U900将输入电源经电压-电压变换，产生多组符合不同要求的电压，为手机电路模块提供稳压、平滑的电流。U900内的电压调节器对5.6V的电源进行转换，输出各种电源给手机的相关电路： LS_V1电源 LS_V1电压为5.0V，从U900的A6端口输出，并经过Q920转换出V1，可在Q920处检测。V1电源给DSC总线驱动器、负压产生电路和U913模块供电。 V2电源。 V2电压为2.75V，从U900的J2端口输出，可在电容C924处检测。手机开机后，V2电源一直保持输出， 给手机的大部分逻辑电路供电。 V3电源。 V3电压为2.003V，从U900的B5端口输出，可在电容C926处检测。V3电源给中央处理电路U800模块供 电。该电源精度很高。 VSIM1电源 VSIM1电源给SIM卡供电，可支持3V与5V的SIM卡。SIM卡电源从U900的C6端口输出，当手机开机后， U900的C6端口首先输出3V的电源，若手机不能与SIM卡进行通信，SIM卡电路关闭，然后U900的C6端再输出5V电源。该电源可在电容C928处检测。 VREF电源。 VREF电压为2.775V，从U900的G9端口输出，该电源可在电容C939处检测。VREF电源给U913电路提供一个参考电压。 四充电电路V8088手机内置充电电路主要由Q932与U900的部分电路构成.其原理如图3。 U900提供一个BATTEY端口作电池信息检测端,以监测电池电压信息.逻辑电路通过对U900提供的电池容量信息,决定是否启动充电电路.外接电源送到U900的EXT-B+端,并通过取样电阻R932(0.25)送到充电管Q932的4脚与U900的ISENSE端口。U900通过对EXT-B+端及