1、手机架构

手机由射频部分，基带部分和电源组成。

2、基带芯片的选择

        进行射频信号处理，音频，视频信号出处理。‘一般带有的接口就是：CPU，DSP，CPU/DSP接口，DSP外围设备，多媒体子系统，声音通道，音频通道，时钟发生器，功率，重置，时钟子系统。 CPU一般就是ARM了，ARM的通信的系统总线就是AMBA规范主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系统总线和APB(Advanced Peripheral Bus)外围总线。 AHB： AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接，作为SoC的片上系统总线，它包括以下一些特性：单个时钟边沿操作；非三态的实现方式；支持突发传输；支持分段传输；支持多个主控制器；可配置32位~128位总线宽度；支持字节、半字和字的传输。AHB 系统由主模块、从模块和基础结构AHB(Infrastructure)3部分组成，整个AHB总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。基础结构则由仲裁器(arbiter)、主模块到从模块的多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummy Slave)、虚拟主模块(dummy Master)所组成。其互连结构如图1所示。针对Soc设计中IP复用问题提出了一种新的解决办法。传统的方法是将特定功能模块的非标准接口标准化为AHB主/从设备接口。本文提出了一种新的基于ARM的Soc通用平台设计寄存器总线标准接口，这种设计使整个系统的结构清晰，增强系统的通用性与系统中功能模块的可移植性。 （http://baike.baidu.com/view/1362076.htm） APB： APB(Advanced Peripheral Bus)，外围总线的意思。该总线协议是ARM公司提出的AMBA总线结构之一，几乎已成为一种标准的片上总线结构。 APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART、1284等，它的总线架构不像AHB支持多个主模块，在APB里面唯一的主模块就是APB 桥。其特性包括：两个时钟周期传输；无需等待周期和回应信号；控制逻辑简单，只有四个控制信号。APB上的传输可以用如图2所示的状态图来说明。 1)系统初始化为IDLE状态，此时没有传输操作，也没有选中任何从模块。 2)当有传输要进行时，PSELx=1，PENABLE=0，系统进入SETUP状态，并只会在SETUP 状态停留一个周期。当PCLK的下一个上升沿时到来时，系统进入ENABLE 状态。 3)系统进入ENABLE状态时，维持之前在SETUP 状态的PADDR、PSEL、PWRITE不变，并将PENABLE置为1。传输也只会在ENABLE状态维持一个周期，在经过SETUP与ENABLE状态之后就已完成。之后如果没有传输要进行，就进入IDLE状态等待；如果有连续的传输，则进入SETUP状态。 （http://baike.baidu.com/view/1059702.htm） 它的架构可以如下图：（slave要使用总线，需要与arbiter进行握手机制）
基带芯片一般的借口设计：如下图

3、射频部分

分成三大模块：接收电路、发射电路、频率合成电路。 射频模块大致如下：

4、电源管理

        电源管理是整个手机设计十分重要的一环，需要一个专门的电源管理芯片来实现控制，这个芯片负责电源充电以及电源管理。         在电源管理部分，就是将电源输出电压进行转可以满足不同电路的需求。

5、外设

（1）SIM卡

SIM卡是手机中的重要部分，这种IC卡内部装有微机集成电路。SIM卡看起来很小里面的学问可不小。 它里面包含了比较重要的数据（这里说的是GSM）：ICCID（集成电路识别）；PIN（移动电话用户的个人识别码）；IMSI（国际移动电话用户身份识别码）；RI（随即识别码）。而且就那么小的卡，里面可是包括了很多东西：CPU、ROM、RAM、EEPROM、串行数据通信单元。它与基带芯片的接口如下：

（2）LCD

        我们很早就知道物质有固态、液态、气态三种型态。液体分子质心的排列虽然不具有任何规律性，但是如果这些分子是长形的(或扁形的)，它们的分子指向就可能有规律性。于是我们就可将液态又细分为许多型态。分子方向没有规律性的液体我们直接称为液体，而分子具有方向性的液体则称之为“液态晶体”，又简称“液晶”。液晶产品其实对我们来说并不陌生，我们常见到的手机、计算器都是属于液晶产品。液晶是在1888年，由奥地利植物学家莱尼茨尔（Reinitzer）发现的，是一种介于固体与液体之间，具有规则性分子排列的有机化合物。一般最常用的液晶型态为向列型液晶，分子形状为细长棒形，长宽约1nm～10nm，在不同电流电场作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，如此在电源ON/OFF下产生明暗的区别，依此原理控制每个像素，便可构成所需图像。         按照背光源的不同，LCD可以分为CCFL和LED两种。以及它的模式有：MCU、RGB、VSYNC、SPI、MDDI。

      CCFL

指用CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光光源的液晶显示器（LCD）。 CCFL 的优势是 {MOD}彩表现好，不足在于功耗较高。

       LED

指用LED（发光二极管）作为背光光源的液晶显示器（LCD），通常意义上指 WLED（白光 LED）。 LED 的优势是体积小、功耗低，因此用 LED 作为背光源，可以在兼顾轻薄的同时达到较高的亮度。其不足主要是 {MOD}彩表现比 CCFL 差，所以专业绘图 LCD 大都仍采用传统的 CCFL 作为背光光源。

（3）摄像头

参考我之前的博客：http://blog.csdn.net/c602273091/article/details/43977483

（4）蓝牙

蓝牙简介：

蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。
蓝牙由底层硬件模块，中间协议层，高层应用组成。底层硬件模块由无线跳频、基带、链路管理。跳频是因为数据传输的频段在2.4G无需授权的频段上，那么数据传输的时候如果有频率干扰，那么就跳到另外一个频段’基带就是控制跳频的；链路管理就是连接、建立、拆除链路并进行安全控制。进行的是异步通信，最多支持3个同时进行的同步话音通道。

我们看一下蓝牙的规范：它有专门的SIM卡访问规范，所以使用蓝牙来实现双卡是可行的。

现在最新的是蓝牙4.0，那么蓝牙4.0有什么好处呢？

蓝牙4.0

• 蓝牙4.0是Bluetooth SIG于2010年7月7日推出的新的规范。其最重要的特性是支持省电；
• Bluetooth 4.0，协议组成和当前主流的Bluetooth h2.x+EDR、还未普及的Bluetooth h3.0+HS不同，Bluetooth 4.0是Bluetooth从诞生至今唯一的一个综合协议规范，
• 还提出了“低功耗蓝牙”、“传统蓝牙”和“高速蓝牙”三种模式。
• 其中：高速蓝牙主攻数据交换与传输；传统蓝牙则以信息沟通、设备连接为重点；蓝牙低功耗顾名思义，以不需占用太多带宽的设备连接为主。前身其实是NOKIA开发的Wibree技术，本是作为一项专为移动设备开发的极低功耗的移动无线通信技术，在被SIG接纳并规范化之后重命名为Bluetooth Low Energy（后简称低功耗蓝牙）。这三种协议规范还能够互相组合搭配、从而实现更广泛的应用模式，此外，Bluetooth 4.0还把蓝牙的传输距离提升到100米以上（低功耗模式条件下）。
• 分Single mode与Dual mode。
• Single mode只能与BT4.0互相传输无法向下兼容（与3.0/2.1/2.0无法相通）;Dual mode可以向下兼容可与BT4.0传输也可以跟3.0/2.1/2.0传输
• 超低的峰值、平均和待机模式功耗，覆盖范围增强，最大范围可超过100米。
• 速度：支持1Mbps数据传输率下的超短数据包，最少8个八组位，最多27个。所有连接都使用蓝牙2.1加入的减速呼吸模式（sniff subrating）来达到超低工作循环。
• 跳频：使用所有蓝牙规范版本通用的自适应跳频，最大程度地减少和其他2.4 GHz ISM频段无线技术的串扰。
• 主控制：可以休眠更长时间，只在需要执行动作的时候才唤醒。
• 延迟：最短可在3毫秒内完成连接设置并开始传输数据。
• 健壮性：所有数据包都使用24-bit CRC校验，确保最大程度抵御干扰。
• 安全：使用AES-128 CCM加密算法进行数据包加密和认证。
• 拓扑：每个数据包的每次接收都使用32位寻址，理论上可连接数十亿设备；针对一对一连接优化，并支持星形拓扑的一对多连接；使用快速连接和断开，数据可以在网状拓扑内转移而无需维持复杂的网状网络。

蓝牙的内部结构：

6、方案设计

（1）单卡手机实现

这里面很多模块都是现成的，比如整个射频芯片，整个基带芯片，以及很多外设都是现成的东西了。

（2）双卡双待单通

如果只在卡槽的地方进行处理，那么使用并联的双sim卡可以实现双卡，但是不能双待。那么那个不能待的手机只能通过呼叫转移什么的来防止漏接电话。在sim卡的simclk、simdata、simrst信号旁分别并联一个ESD器件到地，用作静电保护。当然要实现双待就是进行卡的切换，要进行十分准确的时序控制。但是在其中一张sim卡控制信道的时候，另外一张卡无法联入围络，这和单卡是没有区别的。

（3）双卡双待双通

当接入一个电话之后，如果有新的电话打进来，那么就需要有一个软件让用户选择是否挂断当前的电话并接听刚打进的电话。 大概的呼叫流程图如下：
所以要实现双卡双待双通，那么必须需要两套的RF、两个协议栈。其实就相当于有两个手机。它的具体流程图如下： 对于具体的模块对比： 蓝牙的双音频实现： 蓝牙平台的框图：

（4）技术难点

射频干扰 双系统之间供电关系 信息交互 双蓝牙技术实现



参考：基于MTK平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现_高启飞 （很多截图均来自于该论文）