基于MTK平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现

1、摘要 本论文根据对 MediaTek 公司提供的基于 ARM 技术的 MT622x 套片在手机 硬件设计中部分关键技术的研究，完成了基于 GSM 网络的双卡双待双蓝牙手机 的硬件设计与实现。 论文首先从硬件方面对以往的单卡和双卡手机的系统架构作了详细的对比介 绍，对手机整体系统有一个比较深入的认识；进而根据作者实际项目开发经验， 按照工程的项目需求分析提出了具有以上多媒体功能的双卡双待手机的硬件总体 设计方案。然后针对其中的双系统通信、射频模块、电源管理和音频模块等作了 详细分析和具体实现；对电源管理、双卡双待功能、音频、LCD、CAMERA 和 BT 等多媒体模块做了功能调试并对其过程进行了

2、阐述，最终完成样机的开发并 通过系统集成测试。 关键词：关键词：手机 双卡双待 硬件 Abstract This article basing on the research on the key technology of ARM technology- based chip sets MT622x talks about the design and implementation of the GSM net based dual-card, dual-standby multi media cell phone. Firstly, a detailed introduction on t

3、he construction of a single-card and dual-card is presented and a comparison is made between them so that a deep understanding of the cell phone system is achieved. After that, with the experience of practical project, the author put forward a design proposal of a dual-card, dual-standby multi media

4、 functioned cell phone according to the project requirements. Following that, the working principles of the double system, RF module, power management, audio module and so on are discussed. Lastly, the model cell phone which is applied with all the technology discussed was produced and tested. Keywo

5、rd：Mobile Phone Dual-card-standbyHardware 目录 第一章 绪论.1 1.1 双卡双待产生和意义.1 1.2 国内外发展状况及课题研究的意义.1 1.3 本课题的主要任务.3 1.4 论文的章节划分.3 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍.5 2.1 核心部分.6 2.1.1 基带.6 2.1.2 射频.9 2.1.3 电源.10 2.2 外设部分.10 2.2.1 SIM 卡.10 2.2.2 LCD.12 2.2.3 CAMERA.14 2.2.4 BT.15 2.3 总结 .16 第三章 系统架构设计与具体实现.17 3.1 需求分析.17 3.

6、2 MTK 手机系统架构.18 3.3 双卡双待方案的设计与实现.20 3.3.1 双卡双待单通.20 3.3.2 双卡双待双通.21 3.4 各模块具体实现.24 3.4.1 基带.24 3.4.2 射频.26 3.4.3 电源.28 3.4.4 LCD.31 3.4.5 CAMERA.32 3.4.6 蓝牙.34 3.4.7 TF 卡 .35 3.5 总结.37 第四章 调试和测试.39 4.1 系统调试目的和环境搭建.39 4.1.1 系统调试目的.39 4.1.2 硬件调试环境的搭建.39 4.2 功能调试.40 4.2.1 电源管理.40 4.2.2 双卡双待功能.41 4.2.3

7、音频功能.41 4.2.4 多媒体功能.42 4.2.5 整机电流测试.43 4.3 总结.44 第五章 总结与展望.45 致谢.47 参考文献.49 第一章 绪论1 第一章 绪论 1.1 双卡双待产生和意义 现代社会里，人们对通信的需求越来越迫切，手机已经成为人们日常生活中 必不可少的通信工具。越来越多的用户希望拥有或已经拥有多个手机电话号码， 特别是针对商务用户，他们迫切希望用于工作的号码和用于生活的号码能在同一 个手机上方便的切换使用。对于这种需求的产生，市场上出现了原始的双卡单待 手机。这种手机能够承载两张 SIM 卡，通过一些技术手段使用户可以在两张 SIM 卡中进行手动选择，让某一

8、个号码处于移动通信网络中的待机状态，当用户需要 使用一个号码时，另一个号码也将随之关闭处于离线状态。 这种双卡手机的推出，极大的方便了用户的需求，让再也不用身揣两个手机， 需要使用手机中装载的任一号码，仅需要用户选择一个切换按钮即可简单完成。 这种双卡手机在当时的国内手机市场引起了一阵销售浪潮，越来越多的研发人员 也加入到了对双卡手机的后续技术拓展的研究中。一段时间以后，双卡手机的一 些弊端也逐渐显露。这种双卡手机仅使用了一套射频系统，一套基带系统，而双 卡的切换是通过一个由基带芯片控制的模拟开关来实现。此时最主要的矛盾就在 于当其中一个号码处于在线状态时，另一张 SIM 卡的号码必须处于离线

9、状态，这 时候如果有电话呼入，那么主叫方将接收到“此用户已关机的提示” 。有些用户 为了弥补这样的一种缺憾，只能再通过移动服务商的呼叫转移增值业务来保证离 线手机的来电信息不会丢失，这也无疑增加了用户的通信成本。这样的手机方案， 在实质上影响了手机销售的扩大，毕竟它未能完全的满足人们对于双卡双待业务 的需求，实用性也是大打折扣。 市场总是会自动去把握用户最细致的需求，正因为最初的双卡手机（本文以 下内容简称此方案手机为双卡单待手机）的一些不足，双卡双待手机才顺应市场 的需求而产生。 1.2 国内外发展状况及课题研究的意义 双卡双待这是一个比较宽泛的概念，可以细分为以下两种情况，其一是同网 络双

10、卡双待，其二就是异网络双卡双待。同网络指的是同一种移动通信网络中， 比如基于 GSM 网络的两张 SIM 卡，或者基于双 CDMA，双 WCDMA 等。异网 络双卡双待指的就是两张 SIM 卡分属于不同的通信网络，比如前几年出现的 2基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 PHS+GSM，PHS+CDMA 的搭配方式（本文以下内容将简称此类手机为双模手机） 。虽然 3G 是中国移动通信发展的必然方向，但是鉴于 3G 发牌的时间还较为短 暂，基站等基础建设还需要长时间大资金的投入，目前国内的双卡双待手机，主 要还是以双 GSM 为主，另有部分 GSM+TD-SCDMA 双模手机。

11、目前国内手机厂商大部分使用台湾联发科技有限公司（MediaTek）的手机 平台开发 GSM 手机，此外还存在少数公司使用高通、博通、飞利浦、 TI、ADI（已被 MTK 收购） 、英飞凌等平台开发普通双卡双待手机和双模手机。 但是随着 3G 的大面积铺开，双模手机必将成为未来市场中的一个热点和新的利 润增长点1。 表 1.1 双卡双待手机发展沿革 名称单卡手机双卡单待双模手机双卡双待单通双卡双待双通 特点 普通单卡 手机拥有 一套基带 系统和一 套射频系 统，可使 用一张 SIM 卡 最原始的双卡手 机。包含一套基 带系统和一套射 频系统，可使用 两张 SIM 卡，使 用模拟开关进行 切换 使

12、用两套基带系 统和两套射频系 统，整个手机由 两个分属不同网 络的单卡手机系 统结合组成。 包含一套基带 系统和一套射 频系统，可使 用两张 SIM 卡， 使用模拟开关 进行切换。 使用两套基带 系统和两套射 频系统，整个 手机由两个使 用同一移动网 络的单卡手机 系统有机结合 组成。可同时 进行两路通话。 备注 必须由用户手动 选择某一张 SIM 卡处于待机状态， 另一张则处于离 线状态。2006 年 出现的双卡国产 手机都属于此类 型，其典型代表 为海尔 N96，联 想 P851 等。 20062007 年间出 现的 PHS+GSM，CDM A+GSM 双模手机 均属于此类型。 其代表为联

13、通双 模世界风系列双 模手机。以及最 新中兴华为等公 司设计的 GSM+TD-SCDMA 双模手机。 此方案是针对 双卡单待机的 一种发展延伸。 由于技术的进 步，模拟开关 切换时隙大大 降低，足以保 证两张 SIM 卡 同时处于移动 网络中待机状 态。单通即手 机只能有一个 号码处于通话 状态。 针对双卡双待 单通手机当其 中一个号码处 于通话状态时 另一个号码必 须处于离线的 缺陷，加以改 善。 硬件的开发涵盖了多个学科领域较为前沿的理论知识，特别是基于通信领域 的硬件开发，更是手机基带、射频、音频、Layout 布局走线等各方面知识的一个 大集合，如何开发一款在技术上领先、在功能上受消费

14、者欢迎的手机，是一件非 常值得深入思考和研究的课题。 第一章 绪论3 1.3 本课题的主要任务 本课题主要是基于台湾联发科技有限公司（MTK）提供的平台，对系统中 基带模块，射频技术，供电关系，音频部分，蓝牙模块、CAMERA 模组、LCD 模组等进行了研究，完成了 GSM 网络的双卡双待手机的硬件设计与实现。本文 对该手机系统的总体架构进行了详细的论述，并对这各主要功能模块在硬件上的 设计与实现进行了细致深入的研究，完成了对生产样机的功能调试和系统性能测 试，最终完成样机的定型和投入量产。 1.4 论文的章节划分 本论文的内容组织如下： 第一章 绪论 介绍了课题研究背景、国内外发展状况和其研

15、究的意义等内容。 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍 根据典型手机系统架构，对作者选用的 MTK 平台各部分做详细介绍。 第三章 系统设计与实现 根据需求分析，提出了双卡双待手机系统的可行性方案。并选用其中性 价比最高的方案。基于此方案，针对基带、射频、电源、音频等模块进行了 详细的分析和具体的描述。 第四章 系统调试及测试 对系统进行了调试和测试，验证了系统的可靠性，并形成了测试文档。 第五章 总结与展望 对参加项目以来的工作内容进行总结，提出不足之处和下一步需要做的 工作。并对市场技术前沿进行展望。 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍5 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍 GS

16、M 全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通 讯系统，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，第二代移动通信技术，其开发 目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就 能行遍全球。我国于 20 世纪 90 年代初引进采用此项技术标准，此前一直是采用 蜂窝模拟移动技术，即第一代 GSM 技术（2001 年 12 月 31 日我国关闭了模拟移 动网络） 。目前，中国移动、中国联通各拥有一个 GSM 网，为世界最大的移动通 信网络。GSM 系统包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及

17、GSM1900：1900MHz 等几个频段。GSM 是一种广泛应用于欧洲及世界其他地方 的数字移动电话系统。GSM 使用的是时分多址的变体，并且它是目前三种数字无 线电话技术（TDMA、GSM 和 CDMA）中使用最为广泛的一种。GSM 将资料数 字化，并将数据进行压缩，然后与其它的两个用户数据流一起从信道发送出去， 另外的两个用户数据流都有各自的时隙。因为许多 GSM 网络操作员与其他国外 操作员有漫游协议，因此当用户到其他国家之后，仍然可以继续使用他们的移动 电话。 GSM 手机系统主要由射频部分（接收电路、发射电路、频率合成电路） 、基 带部分（逻辑/音频电路、输入/输出接口）和电源供电

18、电路三大核心部件组成。 其他部分包含了音频模块、LCD、键盘等必要外设和 CAMERA、BT、FM、TF 卡等可选外设。详细结构见图 2.1 GSM 手机系统结构框图2345。 图 2.1 GSM 手机系统结构框图 6基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 2.1 核心部分 2.1.1 基带 本文所涉及的双系统选择的芯片分别为 MT62257和 MT62237，分别作为 两个系统的 CPU。MT6225 和 MT6223 是 MTK 公司开发的低功耗、高集成度， 支持数字音频和视频的基带调制解调芯片。 MT6225 集成了一个 ARM7EJ-S8内核和一个数字信号处理器。ARM7

19、EJ-S 作为主处理器，主要运行高电平的 GSM/GPRS 协议软件以及多媒体应用，而数 字信号处理器处理低电平的 MODEM 以及更高级的音频功能。 MT6225 由以下子系统组成： 微控制器单元（MCU）子系统包括一个 ARM7EJ-S RISC 处理器 和它所带的内存管理和中断处理逻辑。 数字信号处理（DSP）子系统包括一个 DSP 以及它所带的内存、 内存控制器和中断处理器。 MCU/DSP 接口MCU 和 DSP 利用该接口来交换硬件和软件信息。 微控制器外围设备包括所有的用户接口模块和 RF 控制接口模块。 DSP 外围设备GSM/GPRS 频道编解码器的硬件加速器。 多媒体子系统

20、集成了多个更高级的加速器来支持多媒体应用。 声音通道此数据通道用来转换模拟语音至数字语音。 音频通道此数据通道用来转换立体声音至立体声音频源。 时钟发生器按照 TDMA 时钟格式产生控制信号。 功率、重置和时钟子系统MT6225 内部分配管理功率、重置和时 钟。 图 2.2 描述了 MT6225 的微控制器单元子系统的框图。该子系统利用了一个 32 位 ARM7EJ-S RISC 处理器，作为主总线来主控整个子系统。该处理器通过两 种系统总线来与片上的其他模块通信，分别为 AHB 总线和 APB 总线。所有的总 线都是从总线 master 上处理原始数据，而 slave 只能响应总线 mast

21、er。在数据传 送被建立之前，总线 master 必须询问总线拥有权。这必须通过各 master 和 arbiter 之间的握手协议来建立。总线层次中的两层被设计成对不同的性能需求提供最优 的利用。主系统总线 AHB 总线满足高速需求，并提供带有总线互连多元配置的 32 位数据路径； APB 总线在低数据传输速率时减小接口复杂性，通过 APB 总线 桥来隔离高带宽 AHB 总线。它支持 16 位的地址，16 位和 32 位的数据路径。 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍7 图 2.2 MT6225 微控制器单元子系统框图 MT6225 作为 MTK 一款高性能处理器，它在手机硬件系统中作为

22、 CPU 使用， 控制系统的所有其他设备。从图 2.3 MT6225 应用框图中可以看到，手机系统作 为一个嵌入式系统，其中的射频模块、存储模块、音频模块、显示模块、键盘、 以及调试 Debug 接口均可以作为 MT6225 的外设器件，他们均由主基带芯片控制。 以下是 MT6225 具体参数： 高速分级的 AMBA bus。 JAVA 硬件加速器。 ARM7EJS 执行频率有：26/52/104MHz。 14DMA 通道，专用的 DMA bus。 看门狗。 3 个硬件控制的 UART，速度达到 921600bps。 全速 USB1.1 设备控制器。 为音频提供 DAI/PCM 和 I2S 接

23、口。 提供代码保护的安全键。 为数字和模拟电路提供电源关闭模式，处理器睡眠模式。 7 个通道的辅助 10 位 A/D 转换器用来进行充电、电池检测和图片的检测。 DAI 符合 GSMRec11.10。 RF 接口和基带前置端口。 与 MICR、SPEAKER、MP3、RECEIVER、FM 等音频接口。 实时时钟（RTC） 。 8基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 最多支持 3 个外部设备。 2 组 PWM 输出。 与 SIM 卡的接口。 与 LCM、CAMERA 的接口。 与键盘、USB 的接口。 可寻址范围达 64MB 的外部存储器。 低功耗运行。I/O 1.8V2.8V

24、 电压，片上内核 1.8V/1.5V 。 264-pin FPBGA 12 x 12 mm 0.65 mm pitch 封装。 图 2.3 MT6225 应用框图 MT6223 作为 MT6225 的 costdown 版本，它在芯片设计架构上跟 MT6225 没 有什么差异，区别仅在于因为成本原因，芯片内部减少了一些作为一款低端基带 芯片不需要的功能，比如不能支持 USB、CAMERA，且提供给客户较少的接口 等。 以下是 MT6223 的主要参数： 集成声频、音频和基带模拟前置端。 ARM7EJS RISC 内核。 高速分级的 AMBA bus。 ARM7EJS 执行频率有：26/52MH

25、z。 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍9 7DMA 通道，专用的 DMA bus。 看门狗。 3 个硬件控制的 UART，速度达到 921600bps。 为音频提供 DAI/PCM 和 I2S 接口。 提供代码保护的安全键。 为数字和模拟电路提供电源关闭模式，处理器睡眠模式。 3 个通道的辅助 10 位 A/D 转换器用来进行充电、电池检测和图片的检测。 DAI 符合 GSMRec11.10。 RF 接口和基带前置端口。 与 MICR、SPEAKER、MP3、RECEIVER、FM 等音频接口。 实时时钟（RTC） 。 最多支持 4 个外部设备。 2 组 PWM 输出。 与 SIM 卡的

26、接口。 与 LCM 的接口/与键盘的接口。 可寻址范围达 32MB 的外部存储器。 低功耗运行，I/O 1.8V2.8V 电压，片上内核 1.8V/1.5V。 2.1.2 射频 所有硬件电路中的射频电路总体上均可以分为以下三大模块：接收电路，发 射电路，频率合成电路。 1、 接收电路 接收电路由天线开关、射频接收滤波器、射频低噪声放大器、混频器、中频 滤波器、中频放大器等组成。接收电路的输入频率在 GSM 的 900MHz 频段上， 经过下变频到 100MHz 附近的某个固定中频上，然后由 I/Q 接收解调电路解调出 100KHz 以内的模拟同相/正交信号送逻辑/音频电路进行后级处理。 2、

27、发射电路 发射电路主要由发射带通滤波电路、GSM 发射调制器、射频功率放大器、发 射功率控制器、天线开关等组成。 3、 频率合成电路 频率合成电路提供接收、发射电路的本机振荡频率，它相当于可编程锁相环 电路，可以通过为处理器电路完成频率的自动改变，在 GSM 手机中，一般采用 13MHz 主时钟信号作为频率合成电路的基准频率。 本文针对双卡双待中选用的双系统方案，分别选用了两片 MTK 公司的 10基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 MT61397作为双系统各自的射频芯片。如图 2.4 射频模块应用框图所示。 图 2.4 射频模块应用框图 2.1.3 电源 在硬件设计中，最为

28、关键的部分就是电源模块的设计。良好的供电关系是保 证整个系统稳定的运行基础，也是核心。MTK 手机平台中电源供电模块由电池 充电和电源处理两大部分组成，完成对整机各电路的供电，选用的是 MT63187 作为本方案的电源管理芯片。 1、 电源电路 GSM 手机的电源电路多采用专用的电源芯片完成整机供电，电源芯片可以针 对不同的电路对电池电量进行功率分配。 2、 充电电路 充电电路在电池低电后完成对电池能量的补充，一般有两种形式：一是直接 采用充电控制芯片的充电电路，一是集成在电源处理芯片内部和外部控制管组成 充电电路。 关于电源模块的设计，如何对两个系统进行供电，同时要保证没有漏电情况 的发生，

29、也是双卡双待项目的一个难点。 2.2 外设部分 2.2.1 SIM 卡 SIM 卡（Subscriber Identification Module Card）是手机中的重要部分10。SIM 卡是一种符合 ISO 标准的微型智能卡（Smart Card，俗称 IC 卡） ，IC 卡内部装有 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍11 微机集成电路，能够实现计算和安全存储信息。 SIM 卡四大重要数据： 1、ICCID（Integrated Circuit Card Identity）：集成电路识别 这是 SIM 卡处理中心在对 SIM 卡进行个人数据处理过程中编制的流水号。 2、PIN（Per

30、sonal Identity Number）：移动电话用户的个人识别码 SIM 卡本身是通过 PIN 码来保护的，PIN 是一个四位到八位的个人密码，只 有当用户输入正确的 PIN 码时，SIM 卡才能被启用，移动终端才能对 SIM 卡进行 存取，也只有 PIN 认证通过后，用户才能上网通话。 3、IMSI（Identifier Mobile Subscriber Identity）：国际移动电话用户身份识别 码 IMSI 是全球唯一的，相当于模拟网的 MIN 号。只有在归属移动交换服务中 心（MSC）将移动电话机的号码与 SIM 卡的 IMSI 码进行统一处理以后移动电话 才能使用。 4、R

31、I（Random Identity）：随即识别码 这是 SIM 卡中的鉴权密钥，用于移动通信系统的鉴权，是在 SIM 卡生产过 程中通过保密算法 A3 或 A8 随机生成的。 除上述识别码以外，SIM 卡中还存储有用户接入等级，注册的业务种类及相 关的 GSM 网络数据，同时也存入移动交换服务中心的本地位置登记器和鉴权中 心。 在硬件结构上 SIM 卡由以下几个模块构成： （1）CPU （2）程序存储器（ROM） （3）工作存储器（RAM） （4）数据存储器（EPROM 或 EEPROM） （5）串行通信单元 其专用终端接口有：电源（VSIM） 、复位（SIMRST） 、时钟（SIMCLK）

32、、数 据（SIMDATA）和地端（GND） 。如图 2.5 所示 SIM 卡接口电路连线示意图。 12基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 SIMPWR电源控制线 SIMDATA数据线 SIMCLK时钟线 基带芯片 SIM卡 专用接口 Came ra 卡接口SIMRST复位线 Came ra SIMDATA SIMCLK SIMRST Vsim 卡座 图 2.5 SIM 卡接口电路连线示意图 2.2.2 LCD LCD17181932（Liquid Crystal Display）的构造是在两片平行的玻璃当中放 置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，通电与否来控

33、制杆 状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。使用 RGB 三色滤光片，一个 像素点阵上由 RGB3 个区域，透出的光亮度不一样，RGB3 个点的组合就能显示 不同的颜色。目前主流的种类是薄膜式晶体管型（Thin Film Transistor，TFT）18， TFT 液晶显示器是在画面中的每个像素内建晶体管，可使亮度更明亮、色彩更丰 富及更宽广的可视面积。 目前一般用于手机的 TFT-LCD 的连接方式19有以下几种：MCU 模式、 RGB 模式、VSYNC 模式、SPI 模式等。 1、MCU 模式 MCU 的连接模式，一般有 8080 系统和 6800 系统21。数据传输有 8/9/1

34、6/18 位 4 种并行模式。 8080 系统并行模式接口连线有：CS（芯片选择） 、RS（寄存器选择） 、 RD（读信号） 、WR（写信号）和数据线，读写信号的每一次有效期只进行一次 数据读写。6800 系统并行接口与 8080 系统并行接口差别是 RD 和 WR 信号线复 用，且在写有效期间可以一次性写入多组数据，每一组数据需要一个 E 信号的下 降沿来控制，读过程类似。数据线有 18 根，根据位数的不同来选择数据线的根 数。其工作时序如图 2.6 和图 2.7 所示。 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍13 写寄存器写数据读状态 读数据 CS1B CS2 RS RW E DB 图 2

35、.6 6800 系统并行接口工作时序图 写寄存器写数据读状态读数据 CS1B CS2 RS /WR /RD DB 图 2.7 8080 系统并行接口工作时序图 MCU 接口模式下，数据是存到 LCD 芯片内部 GRAM（graphic RAM） ，再 往屏上写，常用于静止图片显示。 这种模式控制简单方便，无需要时钟和同步 信号但是耗费 GRAM，屏幕很难选用较大尺寸。 2、RGB 模式 RGB 接口有帧同步信号 VSYNC、行同步信号 HSYNC、基准时钟 DOTCLK、写使能信号 ENABLE、数据线。VSYNC、HSYNC 和 DOTCLK 是用 来同步图像显示操作的。工作时序图如图 2.

36、8 所示。 14基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 图 2.8 RGB 接口模式工作时序图 图中标号的含义是： VLW：VSYNC “LOW” period HLW：HSYNC “LOW” period DTST：Data transfer setup time RGB 接口模式也称为外部高速接口模式，不需要 GRAM，直接把显示数据 往屏上写，所以速度快，常用于显示动画或视频。但是通常应用时会外加一个 RAM，这样如果中断对屏的数据刷新，也不会出现白屏的现象。 3、VSYNC 模式 该模式是在 MCU 模式下增加一根 VSYNC（帧同步）信号线，保证同步显 示，用于显示移动

37、画面。VSYNC 每发出一个脉冲，都意味着下一帧的数据开始 发送。与 RGB 接口相比较，控制简单。图 2.9 为 VSYNC 接口写移动画面数据时 的工作时序图。 图 2.9 VSYNC 接口模式写移动画面数据工作时序图 4、SPI 模式 第二章 MTK 多媒体手机硬件平台介绍15 采用较少，联机为 CS/，SLK，SDI，SDO 四根线，联机少但软件控制比较 复杂。也有三线模式，即 CS、SCL、SDA。此两根线不是 I2C 总线，不需要上拉。 此种接口模式最大的方便性就是在于接口简单，体积小，可以极大的节省机身结 构上的空间。诺基亚的中低端机型均采用三线 SPI 模式。 5、MDDI 模

38、式 高通公司于 2004 年提出的接口 MDDI（Mobile Display Digital Interface） ，通 过减少联机可提高移动电话的可靠性并降低功耗，这将取代 SPI 模式而成为移动 领域的高速串行接口。联机接口为 host_data, host_strobe, client_data, client_strobe, power, GND。 2.2.3 CAMERA CAMERA131432模块总体可分为三部分：最前端的为镜头，其实质就是一 组玻璃透镜；接下来为前段感光器件部分，称之为图像传感器14；最后则为后端 图像处理芯片。 图像传感器部分在目前分为两大类，CCD 和 C

39、MOS。 CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合元件）应用在摄影摄像方面的高端 技术元件。CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导 体元件）应用于较低影像品质的产品中。CCD 的优点是灵敏度高，噪音小，信噪 比大。但是生产工艺复杂、成本高、功耗高。CMOS 的优点是集成度高、功耗低 （不到 CCD 的 1/3） 、成本低。但是噪音比较大、灵敏度较低、对光源要求高。 在相同像素下 CCD 的成像往往通透性、明锐度都很好，色彩还原、曝光可以保 证基本准确。而 CMOS 的产品往往通透性一般，对实物的色彩还原能力偏

40、弱，曝 光也都不太好。 MT6225 集成了后端的图像处理芯片，前端我们选用基于 OV7670 CMOS 芯 片的摄像头模组，他们之间采用 YUV 接口方式。 2.2.4 BT 蓝牙31（Bluetooth）技术，实际上是一种短距离无线电技术。是爱立信、 IBM 等 5 家公司在 1998 年联合推出的一项无线网络技术。随后成立的蓝牙技术 特殊兴趣组织（SIG）来负责该技术的开发和技术协议的制定，如今全世界已有 1800 多家公司加盟该组织，最近微软公司也正式加盟并成为 SIG 组织的领导成员 之一。 SIG 组织于 1999 年 7 月 26 日推出了蓝牙技术规范 1.0 版本。蓝牙技术的系

41、 统结构分为三大部分：底层硬件模块、中间协议层和高层应用。 底层硬件部分 16基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 包括无线跳频（RF） 、基带（BB）和链路管理（LM） 。无线跳频层通过 2.4GHz 无需授权的 ISM 频段的微波，实现数据位流的过滤和传输，本层协议主要定义了 蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和 信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。 蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点，可以进行异步数据通信，可以 支持多达 3 个同时进行的同步话音信道，还可以使用一个信道同时传送异步数据 和同步话音。每个话音信

42、道支持 64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一 端最大速率为 721kb/秒、另一端速率为 57.6kb/秒的不对称连接，也可以支持 43.2kb/秒的对称连接。 本项目中蓝牙基带芯片选用 MTK 的 MT66017蓝牙套片。在系统接口上，如 图 2.10 蓝牙模块系统结构图所示。 图 2.10蓝牙芯片内部结构 2.3 总结 本章以项目采用的 MTK 平台为切入点，在介绍所选开发平台的同时，简略 介绍了常见手机的硬件架构，为基于此基础系统架构而开发双卡双待手机奠定了 基础。 主要介绍的内容有： 1、手机硬件主要核心模块： 基带：MT6225 和 MT6223 射频：MT6139 第二章

43、 MTK 多媒体手机硬件平台介绍17 电源：MT6318 音频：TP2010 2、手机硬件外设模块： SIM 卡 LCD CAMERA BT 不同厂家生产的手机外部结构件不尽相同，内部使用的电子元器件、生产工 艺以及机械结构也各不同，但在系统架构上都是基于普通手机的工作原理的，通 过了解 MTK 手机的平台架构，同样也可以对其他平台的手机设计工作有一定的 了解。 第三章 系统架构设计与具体实现19 第三章 系统架构设计与具体实现 3.1 需求分析 项目开发目标： 双卡双待手机要求具有的功能如表 3.1 所示： 表 3.1 双卡双待手机功能表 类型细项描述备注 硬件平台MTK 6225 MTK

44、6223 平台特点双卡双待（双射频系统） PCB 尺寸92.7045.70*1.0 （单位：MM） 频段制式 GSM900/DCS1800/PCS19 00 GPRS支持 通信要求 话音编码方式FR、HR、EFR、AMR 形/色/类2.4 寸 TFT QVGA 分辨率QVGA(320*240) 触摸屏/手写兼容 LCD 模块 连接方式ZIF 连接器 摄像头位置后壳 摄像头像素0.3M pixels 摄像头类型CMOS 变焦/倍数支持数字变焦 闪光灯/ 摄像头 功能 PC CAMERA支持 耳机立体声支持 铃声64 和弦 免提支持 声音要求 扬声器2415 跑道型 NOR-FLASH（bit）

45、+SRAM（bit） 主系统 128Mbit+32Mbit从系统 32Mbit+8Mbit SRAM（bit）/ 存储 NAND-FLASH（byte）/ 20基于 MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现 扩展卡支持T-FLASH 卡内置 U 盘支持USB1.1 红外线/ 传输 蓝牙支持 蓝牙耳机通话 蓝牙立体声耳机 数据传输与拼接 MP3 播放支持 MPEG-4 播放支持 JMPEG-4 MPEG-4 录制支持 JMPEG-4 录音功能支持 FM 收音机/ TV-out/ 多媒体 功能 TV-in/ 触感按键/ 键盘板类型KB PCB 按键 LED蓝光+白光 LED 按键 七彩 LE

46、D/ 耳机接口20pin 连接器 支持立体声 充电接口支持三合一接口 跑马灯/ 结论：此项目与公司之前研发的项目在要求基本相似，其中新增点也是其技 术难点即为双卡双待功能的实现。如何将双卡双待功能应用在系统各模块的设计 中，本论文将在下文做出详细的分析。 3.2 MTK 手机系统架构 手机终端硬件项目基本上是在技术成熟的平台基础上进行开发的，项目规模 通常不大，一般把概要设计和详细设计合并成一个设计阶段。在这个阶段，需要 把用户需求分析和技术因素进行综合的考虑，分析哪些功能可以实现，哪些功能 实现困难，以及可以实现的功能具体在技术上实现的方法是什么，如何使得设计 最优化。在此基础上，设计出硬件

47、的总体方案，根据总体方案分成若干个子模块， 实现对各个模块的具体设计9 32。 本文提出了具有双卡双待的多媒体手机系统的硬件总体设计方案，此方案是 基于普通的单卡手机而延伸得来，所以我们首先介绍一下使用 MTK 平台的普通 第三章 系统架构设计与具体实现21 单卡手机其硬件总体设计方案，详见图 3.1 基于 MTK 平台的单卡手机系统架构 图。 基带部分由基带芯片、外部存储器、SIM 卡接口、32.768KHz 晶体、键盘 、 音频模块接口、LCD 接口、CAMERA 接口部分组成。 射频部分由天线、前置开关（Switch） 、功放（PA） ，射频收发器 （transceiver）和 26MHz 晶振