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      詳解智能手機處理器電路控制原理
      來源:本站整理  作者:佚名  2015-12-30 10:31:17

          智能手機的處理器主要有基帶處理器和應用處理器,其中基帶處理器是手機的一個重要部件,相當于一個協議處理器,負責數據處理與儲存,主要組件有數字信號處理器(DSP)、微控制器(MCU)、內存(SRAM、Flash)等。應用處理器主要負責手機的多媒體功能,包括圖像、聲音、視頻、3D圖形、照相等。其中有些智能手機采用兩個單獨的處理器芯片來設計,而有些智能手機則采用二合一的處理器芯片,即將基帶處理器和應用處理器集成在一個芯片中。
          一、處理器電路的組成元件
          智能手機的處理器電路位于智能手機的主控電路板中,由于智能手機電路板設計不同,處理器的數量及位置也不相同。有的智能手機有兩個處理器(基帶處理器和應用處理器),而有些手機只有一個處理器,下面分別詳解。
          1.1雙芯片結構處理器電路的組成
          雙芯片結構的手機有兩個處理器:一個負責通信協議的處理,實現手機的基本通話功能,也就是通常所說的基帶處理器;另一個負責音視頻處理、文檔處理、數據處理等附加應用功能,也就是應用處理器。基帶處理器芯片中一般包含微處理器、數字信號處理器、ROM及RAM等。
          1.基帶處理器電路由哪些元件組成
           從電路結構上來看,智能手機基帶處理器電路主要由微處理器、數字處理電路(DSP)、存儲器、時鐘及復位電路、接口電路、供電電路等組成。如圖1所示為智能手機基帶處理器電路組成框圖。通常將微處理器、數字處理電路和存儲器集成在一起,組成基帶處理器。

       (1)認識微處理器
         微處理器的工作原理其實很簡單,它的內部元件主要包括:控制單元、運算邏輯單元、存儲單元(高速緩存、寄存器)三大部分,如圖2所示。指令由控制單元分配到運算邏輯單元,經過加工處理后,再送到存儲單元里等待應用程序的使用。

          1)指令高速緩存是芯片上的指令倉庫,這樣微處理器就不必停下來查找外存中的指令。這種快速的方式加快了處理速度。
          2)控制單元負責整個處理過程。根據來自譯碼單元的指令,它會生成控制信號,告訴運算邏輯單元和寄存器如何運算,對什么進行運算以及怎樣對結果進行處理。
          3)運算邏輯單元是芯片中的智能部件,能夠執行加、減、乘、除等各種命令。此外,它還知道如何讀取邏輯命令,如或、與、非。來自控制單元的信息將告訴運算邏輯單元應該做些什么,然后運算邏輯單元從寄存器中提取數據,以完成任務。
          4)寄存器是運算邏輯單元為完成控制單元請求的任務所使用的數據的小型存儲區域(數據可以來自高速緩存、內存、控制單元)。
          5)數據高速緩存存儲來自譯碼單元專門標記的數據,以備運算邏輯單元使用。同時還準備了分配到計算機不同部分的最終結果。
          微處理器的工作原理如下。
          微處理器是處理數據和執行程序的核心,它的工作原理就像一個工廠對產品的加工過程:進入工廠的原料(程序指令),經過物資分配部門(控制單元)的調度分配,被送往生產線(運算邏輯單元),生產出成品(處理后的數據)后,再存儲在倉庫(存儲單元)中,最后等著拿到市場上去賣(交由應用程序使用)。在這個過程中,我們注意到,從控制單元開始,微處理器就開始了正式的工作,中間的過程是通過運算邏輯單元來進行運算處理,交給存儲單元代表工作的結束。
          基帶處理器中的微處理器主要執行系統控制、通信控制、身份驗證、射頻監測、工作模式控制、附件監測、電池監測、接口控制等功能。
      (2)認識數字圖像信號處理電路
          數字信號處理電路的全稱是Digital Signal Processing,縮寫為DSP。智能手機的DSP由DSP內核加上內建的RAM和加載了軟件代碼的ROM組成。
          DSP通常提供如下功能:射頻控制、信道編碼、均衡、分間插入與去分間插入、AGC、AFC、SYCN、密碼算法、鄰近蜂窩監測等。
          DSP核心還要處理一些其他的功能,包括雙音多頻音的產生和一些短時回聲的抵消,在GSM移動電話的DSP中,通常還有突發脈沖(Burst)建立。
      (3)認識音頻數字信號處理電路
      音頻數字信號處理電路主要執行語音信號的A/D、D/A轉換、PCM編譯碼、音頻路徑轉換、發射話音的前置放大、接受話音的驅動放大器、雙音多頻DTMF信號發生等功能。

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