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手机基带设计小结2017

BB设计小结
一.基带芯片:
基带芯片可以分为数字和模拟两部分。

1.数字部分的设计要点概括如下:
1)注意所连接信号的电平电压值,这个电压值与芯片上其对应模块的供电电压相同,可以根据SPEC查出工作电压要求。

当两个器件之间连接出现信号电平不匹配的问题时(比如一个芯片为2.8V,另一个为1.8V),可考虑在其间添加电平转换芯片。

2)知道常用的总线通信种类和连接方法,比如IIC、USB、SPI、UART、并口等,这些总线的连接方法和时序关系在所用芯片的SPEC中都会有详细的讲述。

设计时需要特别注意。

3)BB电路数字部分使用最多的就是GPIO,设计前需要特别关注下GPIO的特性,比如是否带有内部上下拉电阻,输入输出口的状态等等。

GPIO口常用作芯片的使能信号,如果使能信号为低电平有效,则一般选用内部带下拉的GPIO。

2.模拟部分的设计要点:
基带中常见的模拟信号有音频、ADC采样等。

与数字电路用高低电平表征信号不同,模拟信号是连续的变化的,其对噪声很敏感,特别是在模拟信号本身较弱的情况下,轻微的噪声都会改变其信号的特征,所以在电子学中有信噪比这一指标,就是针对模拟信号而言的。

在手机设计中要特别注意模拟信号的保护。

二.电源:
手机上电源部分一般有如下几个部分:CHARGER IC、LDO、DC-DC、CHARGE PUMP,其工作原理这里就不讲解了。

设计时需要注意的一些事项:
1.当输入电压和输出电压值相差较大,且工作电流很大时,LDO的效率很低,选用LDO 不是一个很好的选择,这是可以考虑选用降压的DC-DC.
2.DC-DC需要外接电感,电感的充放电容易引入电磁干扰,一般选用带有磁屏蔽的电感。

3.保证电源输出电压“干净”,在电源输出网络上增加滤波电容
4.注意在芯片的电压引脚添加去耦电容,这个值一般为0.1uF、1uF,在一些供电电流比较大的电压接口,还需要添加2.2uF以上的大电容,作为电量的暂时储备。

5.慎用PWM控制方式,LCD背光驱动芯片的控制偏向使用数字脉冲调光方式。

三.各模块设计:
1.LCD接口:
常见的LCD接口有如下几种:
并口:8080并口(有WR,RD);事例D2000
6800并口(有RW,E);这种不太常见
串口:SPI;
I2C;这两种方式的通信速率比较低,一般用于低端LCD上,事例D900。

RGB接口:SPI用于指令传输,RGB用于数据传输,VSYNC,HSYNC,DOTCLK,ENABLE为数据传输的同步信号。

事例NEO。

LCD有两个电源接口,模拟电源VCC和接口/数字电源IOVCC, VCC用于LCD显示电路供电,电压值一般比较固定(否则显示不正常,升压电路工作异常),IOVCC为数字部分供电电压,其值需要根据所选平台的LCD接口电压来定。

LCD设计时需要根据其内部背光LED的连接方式选用合适的背光驱动, LED为串联方式,
需要选用DC-DC方式的背光驱动芯片;LED为并联方式,这种方式又分为共阴和共阳两种,这种方式一般选取带内部电流源的背光驱动,如果产品比较高端些,背光驱动芯片还会带有CHARGE PUMP电路,当电池电压降低时,内部升压电路工作,防止电池电压降低导致LED灯变暗。

LCD的接口有8位,9位,16位和18位,需要通过一定的外部电平置位来选择对应的接口方式。

在LCD显示时有一个数据传输速率的问题:比如我们LCD为26K色,240*320,则每个像素需要的数据量为18BIT,刷满一帧需要的总数据量为18*240*320,如果用18位总线传输,则传输一帧每位总线传输的数据量为18*240*320/18,因为人眼的视觉暂留现象,至少需要每秒刷24帧的图像,这样,每条数据线上的数据量就为18*240*320/18*24,也可以表示为
18*240*320/18*24 BIT/S。

注意LCD接口的ESD防护,如果是高端机,因为射频环境比较复杂,还需要增加EMI滤波。

2.CAMERA接口:
LCD接口设计和调试学习下如下文档
Camera Module
Hardware Application
如果手机具有CAMERA,则需要把LCD和CAMERA连接同一个芯片上。

3.振动器电路:
不同平台的振动器控制电路是不同的,如果没有专门的控制接口,则需要用晶体管或MOS 管来实现开关控制,有一点需要提出注意,就是在振动器两端一定要反接一个续流二极管,导通时间短、正向压降低的肖特基二极管可以满足要求。

B接口:
需要注意USB的通信速率,满足1.1还是2.0的标准,以用来选择所并接的ESD器件,速率越高,所选的ESD的寄生电容的值越小,防止数据信号波形畸变。

在一些高端机上面,比如NEO中AP和BP都需要接出USB接口,这时候就需要一颗USB切换开关,这时同样需要注意开关的适用速率范围。

5.耳机接口:
耳机接口有三部分:插入检测、语音电路和MIC电路。

一般的耳机插入检测是通过检测耳机插入前和插入后的电平变化来判断是否有耳机插入,可以结合具体的原理图分析下。

语音电路和MIC电路比较简单,按平台参考设计的推荐电路就可以。

需要关注语音输出的信号是否具有直流偏置,如果有则需要在输出前端加上隔直电容;另外,不同平台的耳机关断检测也有不同,有电压检测(VIA)也有电流检测(高通),在看SPEC时需要重点关注下。

6.键盘电路:
键盘电路一般为矩阵结构,BB芯片上有对应的行列接口,不同的平台键盘的检测原理不同,需要结合具体的SPEC了解。

键盘接口容易受到静电干扰,需要在键盘按键部位增加ESD 器件,ESD器件并接在每个行、列控制线上。

因为封装的不同,侧键的设计一般和键盘阵列分开。

键盘灯电路,典型的键盘灯电路的结构如下。

通过三极管的导通截止实现LED灯的开关控制,限流电阻的值需要根据所选LED的V-I特性来定,一般设计时计算一个理论值,等到调试时,根据实际的情况做些调整。

这种电路的的缺点是;随着电池电量降低,灯也会变暗。

我个人感觉,可以用一颗LDO作为驱动电路。

7.触摸屏电路:
我们常用的触摸屏一般为四线电阻式的,通过检测触笔端的电压,来实现触点的定位。

如果采样的电压受到干扰,导致电压上下有波动,如果波动范围较大,则会导致取样的不准确,出现位置漂移现象。

所以在摆件和走线时应避开周围强干扰的器件,尤其是高速信号线。

接口的连接,按照对应的X+/-、Y+/-连接就好。

8.音频电路:
这部分可以参考之前写的音频功放的选择分类一文。

9.T-FLASH卡:
T卡的电路需要注意的是上拉电阻的选择,这部分可以参考T卡的协议。

另外,有的T卡需要有热插拔功能,则需要加入一个插入检测电路,其实现的原理同耳机插入检测,都是利用电平的变化。

带热插拔功能的卡槽上会有相应的检测脚,检测电路连接到上面就可以。

四.PCB摆件、走线:
具体参考纳讯PCB设计文档和发板评审文档。

五.调试测试:
调试指导思想:在出现问题时,要首先排除硬件的原因,这点需要明确,因为只有在保证硬件没有问题的条件下,才能去排查软件的问题。

千万不能推诿责任。

1.明白调试的目的,知道调试模块的工作原理;
2.芯片不正常工作,需要测量芯片的上电时序,这一点尤为重要。

上电时序不当,器件不能正常工作,有时还会导致芯片损坏(LP3918烧片)。

测量的时序是否与芯片SPEC中描述的相符,确保时序的正确性。

3.芯片总线通信不正常,需要抓取总线波形,能看懂波形,通过跟软件的同事沟通,找到解决问题的办法。

4.测量系统功耗,具体可以参考功耗测量文档,测得工作和待机状态下模块的电压,电流值,通过与SPEC中相应的参数比较,衡量芯片是否工作正常,不正常提报软件。

5.详细记录每次实验的数据,测试完成后比较整理。

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