BaseBand工作原理培训文档Word文件下载.docx

1、2.2.2耳机检测162.2.3通话过程182.3电源管理芯片 ADP3522192.3.1ADP3522芯片介绍192.3.2开关机过程202.3.3充电管理和电池保护212.4ADI 主要套片比较222.4.1数字基带比较222.4.2模拟基带比较222.4.3基带方案组合233Memory介绍233.1NOR Flash Memory233.2NOR Flash Memory 编程243.3NOR Flash与NAND Flash243.4T-Flash与SD等存储卡简介254多媒体部分工作原理274.1LCD 显示器274.2Camera工作原理274.2.1Sensor简介274.2

2、.2Corelogic CL761SD工作原理介绍284.3多媒体协处理器系统简介294.4Melody工作原理305参考资料306感谢301 硬件系统1.1 ADI AD20msp430 SoftFone基带方案系列我们目应用到的ADI基带方案组合主要有： AD6522（Hercules）+AD6521（Pegasus）+ADP3408 （L01系列主板） AD6525（Athena）AD6521（Pegasus）ADP3522 （L02M04、L04M82系列主板） AD6525（Athena）AD6533（TyphoonA） （Lyra LC平台，A100、Venus3工程主板） AD6

3、525（Athena）AD6537B（TyphoonB） （Lyra 平台, C200主板） AD6528（Hermes）AD6535（Typhoon） （NOVA平台，P100工程主板）其他相关芯片与别名：AD6526（Athena 4M）, AD6529（Hermes）。1.2 手机硬件系统框架所有ADI GSM基带平台方案基本相似，本文主要以AD6525+AD6521+ADP3522组合为例进行说明。基带模块：数字基带（DBB）Codec电源管理芯片（PMU）存储器（Memory）SIM卡32KHz晶体按键（KeyPad）Speaker+Receiver振动马达（Motor）。多媒体功能

4、部分：和弦铃声芯片摄像头模组后端处理芯片（Backend IC或称DSP）显示屏模块（LCM）。射频模块：天线前端开关（Switch）功放（PA）收发器（transceiver）13MHz晶振。其他功能扩展数字基带AD6525内部包含MCU，DSP等，是手机的控制核心。所有的工作都在数字基带的控制下进行。AD6521是一个Voiceband Baseband Codec，主要负责模拟与数字信号的转换和编解码等工作。电源管理芯片ADP3522提供和管理几组基本电源。在ADI的Typhoon系列芯片中，已经把VBC和PMU合在一起，称为模拟基带。外部存储器由SRAM和NOR Flash存储器组成，

5、我们一般称之为Flash存储器。32KHz晶体称为慢时钟，只要有电，该时钟就一直存在。13MHz晶体主要用于GSM/GPRS射频模块用，也是数字基带运行所必须的快时钟。射频部分，收发器负责射频信号的发射和接受控制。功放是把要发射的信号放大，再经前端开关，从天线发射出去。多媒体功能是在基带模块上的附加应用。增加外设，在数字基带的控制下，实现附加的多媒体功能。2 ADI套片介绍2.1 数字基带芯片 AD65252.1.1 AD6525 内部架构AD6525是AD20ms430 SoftFone家族中的一员，是一个单片的可编程数字基带处理器，支持GSM900/DCS1800/PCS1900三频。最高

6、支持14.4Kbps的GPRS，HSCSD数据传输。AD6525由3个子系统组成：MCU子系统、DSP子系统和外围子系统。AD6525支持可编程电源管理和时钟管理，可以支持13MHz或者26MHz（在L04M82B板上是13MHz），在idle状态下使用慢时钟，进入省电模式。提供JTAG接口。支持实时时钟。支持1.8v和3v两种SIM卡。外围子系统包括系统的外围，例如中断控制器、实时时钟RTC、看门狗定时器（Watch Dog Timer）、电源管理和时序控制等。也包含外围接口，例如 键盘、电池监测、射频和显示等接口。DSP和MCU都能通过PBUS与外围子系统连接。DSP和MCU都能对内部SR

7、AM和外部Flash进行存取。对内部SRAM是通过SBUS，对Flash是通过EBUS。子系统由各种总线连接在一起。总线仲裁模块（BAM）处于各种总线的中心位置，负责各总线的仲裁。EBUS，RBUS和PBUS是3个主要的总线。EBUS：外部接口总线，用于外部Flash存储器，外部SRAM存储器和其他外部设备。方便MCU和DSP从Flash中读取代码和数据表。RBUS：内部RAM总线，接内部SRAM。PBUS：外围总线，用于内部的外围系统，例如UART，RTC和SIM等。除了3个总线之外，MCU和DSP都有自己内部的总线：SBUS：系统总线，连接ARM核心控制器和BOOT ROM；IOBUS：D

8、SP BUS；DMABUS：DMA 总线。2.1.2 AD6525 MCU子系统简介MCU子系统包含一个ARM7TDMI中央处理器、BOOT ROM、时钟产生器和接口控制模块。AD6525内置1Mb SRAM。MCU子系统支持所有的GSM终端软件，包括GSM 协议栈，MMI和data service 应用，测试和维护等。ARM7TDMI 处理器是一个32-bit高性能单指令周期RISC芯片，工作频率为39MHz。其架构基于16/32 bit指令集，能支持16/32bit数据格式。它包含一个叫做“Thumb”的优化过的16bit的指令集。我们手机正常工作时使用的就是Thumb指令集，目前Thum

9、b在通信系统中应用非常广泛，但在ARM 在BOOT 时使用ARM 32bit指令。AD6525中，ARM除了在39M时钟下工作之外，待机模式下使用32KHz时钟。BOOT ROM包含MCU与USC子系统间的通信代码。 BOOT ROM用来初始化MCU和MCU与USC之间的通信。2.1.3 AD6525 DSP子系统简介AD6525的DSP子系统包含ADI的ADSP-2183（DSP），数据存储器（DM）和程序存储器（PM），串口和其他I/O口等。ADSP-2183包含一个Viterbi coprocessor、Ciphering coprocessor和存储控制器。它是16-bit Fixed

10、 Point DSP 处理器，可以达到78 MIPS。内置DSP专用数据和程序SRAM，支持Full Speed，Enhanced Full Speed 和 half Speed 音频编解码，支持PDC语音算法。DSP子系统主要负责语音处理（speech processing）,信道均衡和信道编解码。用于实现这些功能的代码存放在外部Flash中，在需要的时候动态地下载到DSP 的Program RAM 和Instruction Catch 中。DSP通过VSPORT，BSPORT与数字基带连接（例如AD6521）。2.1.4 AD6525 外围子系统简介外围子系统主要包括MMI group，

11、House Keeping group，GSM-system group和DSP direct Memory Access四部分。DSP Direct Memory Access是给DSP对其他存储器进行存取数据使用的。MMI是一个完全的用户接口集合。包括Keypad，Display，Backlight，RTC，GPIO/GPO，电源管理接口，SIM卡模块和USC等。House Keeping 包含传统的微处理器的一些外围功能，例如，WDT（Watch Dog Timer）,通用定时器，中断控制器等。GSM system interface包括time base generation 和syn

12、thesizer interface,组成RF控制器。另外包括32KHz慢时钟模块。 该模块中的MicroSM （Micro State Machine），是一个完全可编程的时序控制模块，用它来对RF模块进行控制，实现严格的RF时序。为了节电，在idle模式下，MicroSM会把13MHz时钟切换为32KHz慢时钟。2.1.5 GPIO/GPOGPIO，通用输入输出口；GPO，通用输出口。GPIO/GPO可以通过寄存器进行配置，实现不同的功能，除了基本I/O功能之外，还有ALT1, ALT2, ALT3三种其他功能。2.1.6 GPIO/GPO的选择与编程GPIO/GPO由以下几个寄存器来控制

13、：功能选择，输出和输出使能，输入和输入使能。这些控制寄存器的基准地址是： 0x80040000。GPIO/GPO功能选择：GPIO/GPO输入输出控制：AD6525复位后，GPIO的缺省状态主要有三种：输入、输出高电平、输出低电平。在缺省为输入时，需根据外部的连接方式确定是高电平或者是低电平。在缺省为输出时，再分为输出高电平或者输出低电平（芯片内部上拉或者下拉），根据不同的需求选用GPIO/GPO口。虽然GPIO/GPO都可以有多种用途，但最好不要随便改变。许多GPO是用于RF控制的，在JTAG状态下，RF模块关闭，许多GPO禁用，不能通过软件来控制。例如： GPO4:0,GPO11:7就不能

14、使用。需要在仿真模式下调试的，不要选用这些GPO。2.1.7 GPIO与外部中断AD6525可以作为外部中断输入的GPIO口是：电平中断信号： GPIO_4、8、30、32边沿中断信号： GPIO_5、6、31、32，其中GPIO_32兼具两种类型的功能。在设计时，请注意是电平还是边沿中断，以便选择合适的GPIO口。2.1.8 GSPAD6525包含5个GSP（Generic Serial Port）模块，地址映射在PBUS上。每个模块都支持一些串口。有些GSP支持全速双工通信。每一路都包含 instruction RAM、PSM（Programmable State Machine）和Bit

15、 Counter。其中本地PSM和时钟分频是共用的。PSM执行一些指令，在相应的GSPx的信号端口上实现指定串口的协议。这些指令包含流程控制、时序与电源控制和接口控制命令等，这些指令的长度为8bit，有些还需要参数。可以用这些指令建立一个二进制文件，在需要使用的时候，下载到相应GSP中。GSPx模块功能要实现，必须使用AD6525的外围I/O口。GSPx与使用的端口对应关系如下表：序号模块可以使用的端口典型应用说明1GSPaUSC；UART2GSPbUSC 。 GPIO_0,1,2,3；UART （Debug 串口）3GSPcGPIO_14,15,16,17；4GSPda GPIO_10,11

16、,12,13；I2CGSPdb GPIO_6,7,8,9；5GSPeGPO_16,17,18,19,20,21；SYNTH（RF）其中， GSPa、GSPb、GSPda、GSPdb都可以使用USC端口，GSPc只能使用特定的几个GPIO。当然，同一时间只能有一个GSP使用USC。可以利用GSPx的功能实现例如I2C,SPI,UART等串口。重配置（reconfigure）GPIO_1,3为GSPb端口实现RX,TX，主要用于GPRS版本手机的Debug用；重配置USC为GSPb端口用于程序下载；重配置GPIO_10,11为GSPda端口，实现I2C时序等等。2.1.9 USC（通用系统连接接口

17、） USC，即Universal System Connector Interface，有7根信号线，USC6:0。USC具有多种功能，可以重定义用作实现一些GSP功能。我们常用到的功能有：a. BOOT Mode和下载程序；b. UART，Debug和附件接口；c. GPIO口d DAI音频测试接口和射频测试接口等等。 USC在系统启动阶段缺省是BOOT/DEBUG模式，如果下载程序，则为编程模式。其他时候可以设置为UART和其他串口。例如用于主板测试，手机与PC机通信交换数据（在PC机端使用PC Manager软件）。2.1.10 BOOT CODE与手机程序下载AD6525 Reset之

18、后，ARM7都是从BOOTCODE ROM开始执行。此时只有MCU子系统和EBUS可用，DSP子系统并没有开始工作。DSP是在MCU的控制下工作的。程序下载过程可以分为几个个阶段：a. 上电启动：我们是使用AD6525的USC端口给手机下载程序。下载线中的充电电源线给手机的充电，打开了电源管理芯片的电源输出，在AD6525 Reset之后，系统从BOOT ROM中启动。MCU以ARM 32bit指令执行。b. 检测同步字节：BOOTCODE 把USC设置为BOOT/DEBUG功能模式（就是被重定义作为GSPb的端口），上电复位大约50ms以后，BOOTCODE通过GSPb检测同步字节，如果检测

19、到有同步自己输入（由PC机端下载程序发出），AD6525与PC端下载程序建立通信，把USC设置为Flash编程模式；如果40ms以后还没有检测到，则BOOTCODE终止，程序指针跳到EBUS Flash地址（即ROMCS片选线选中的Flash）上启动，这就是手机正常的启动方式。c. 配置寄存器：PC机端下载程序与AD6525建立通信后，将直接对AD6525相关寄存器进行配置。d. 下载“Flash Programmer”：通过AD6525的USC2:1（对应GSPb的TX/RX），PC机端下载程序把“Flash Programmer”下载到AD6525的内部SRAM中。e. 下载“Flash

20、Code”：“Flash Programmer”下载完成后，ARM重新把程序指针定位到内部SRAM中，开始运行“Flash Programmer”程序，把USC重新配置为高速串口，先对Flash进行擦除，再把PC机端传送过来的“Flash Code”下载到Flash中。实现手机程序的下载。程序下载后，正常开机时，就是使用“Flash Code”来启动了。2.1.11 AD6525的地址空间、时序调节和地址选择AD6525的MCU的地址空间使用情况如下：（R03为例）。DSP的地址空间映射与MCU相似，下面主要讨论MCU的地址空间。地址类型AD6525提供的片选信号线地址Flash片选1/CS_

21、ROM0x0100000064MbFlash片选2/GPCS1 0x20000000 SRAM片选/RAMCS0x0800000032Mb外部RAMMIDI片选/DISPLAYCS 0x10000000 DSP片选（Camera功能）/CS_MAIN （由/GPCS0与ADD08译码产生）0x18000000 /GPCS0的地址是: 0x180000006主屏片选由DSP给出，与DSP的地址相同0x180000007副屏片选/CS_SUB 0x180001008IRAM地址内置RAM0x400000001MbEBUS 接口有一套寄存器，可以调节时序，基准地址是： 0xC0001200。有些外围

22、器件对时序有特定要求，需要修改AD6525的时序来满足外围器件的时序要求。在驱动调试中，往往第一步就是检查和调节时序，使AD6525与外围器件通信成功。例如设置GPCS0的时序，要读取当前的寄存器值:unsigned long data。data= *（ （unsigned long*）（ 0xc0001200+0x0c ） ） 。写入寄存器， *（ （unsigned long*）（ 0xc0001200+0x0c ） ） =data。DISPCS本来用作LCD的片选，但在实验中，我们发现不好控制，所以改用GPCS0来做LCD片选。如果通过软件调节还不能满足要求，例如地址线与/CS建立时间的

23、间隔要求，则可以考虑在需要调节的信号上增加合适的RC来调节时序。在硬件设计中要考虑地址线负载的平衡性，例如低地址线， ADD01，变化的频率是最高的，而地址线越高，变化的频率会越低。高速数字信号对RF的影响很大，在翻盖手机中，送给上盖LCD的地址线以前采用的是ADD01走线很长，对RF干扰很大，在新的地址线数目较少的外围器件，建议采用高位地址。2.1.12 背光控制AD6525能提供给PWM控制方式的背光信号有：GPO22: Backlight0 （ALT1） GPO23: Backlight1 （ALT2） GPIO12: Backlight2 （ALT2） 由于背光控制信号能够输出波形，我

24、们也可以考虑使用上面的GPIO/GPO口输出不同频率的时钟信号。上述3个GPIO/GPO用作PWM输出时，控制寄存器为：Output Frequency = Input Frequency （Frequency Sel + 1） 。 输入频率可以是32KHz，也可以是13MHz。 Frequency Sel =1127Mark/Space ratio = （DutyCycle + 1） （Frequency Sel + 1）。 DutyCycle Frequency Sel 背光控制线电平为高时，背光灯亮，为低时，背光灯暗，由于频率很高，肉眼感觉不出。调节占空比（在一个周期内，调节亮的时间）可

25、以改变灯的亮度。亮的部分时间比例越大，平均亮度就越高。如果100为高，就相当与一直为高，灯就是一直亮，当然亮度是最高的。反之，如果一直为低，灯就一直是灭的，当然亮度就最低，灯灭。但使用PWM不能达到100的亮度。上面所谈到的，是指要求使用PWM波形控制的的背光驱动方式，可以采用该三个端口，如果不是PWM方式，当然可以选其他端口。另外，上面三个端口也可配置为非PWM方式。在ADI Typhoon系列芯片中，模拟基带也提供了背光控制信号线，其基本原理与上面相同。2.1.13 按键功能Keypad接口由一组三态的KEYPADCOL输出和一组KEYPADROW输入组成。ROW内部有上拉电阻，电平为高。

26、检测按键输入是对按键进行扫描，从COLx输出低电平，如果对应COLx上的哪个键被按下，则按键所在的ROWy会输入低电平，产生中断信号。通过COLx与ROWy，就可以定位到相应的按键。2.1.14 RTC功能 AD6525提供一个RTC模块。由OSCIN和OSCOUT之间接一个32KHz的晶体来实现提供 32KHz的时钟。使用RTC可以实现时钟和日历显示、闹钟、定时开机等功能。RTC由Vddrtc供电，功耗很低，在电池不在时，使用贴片式备用电池供电。目前我们使用的备用电池可以工作16-18小时左右。RTC它包含一组积存器，是timer，alarm，control 和status四种。寄存器的基准

27、地址是0x80180000。RTCTR（RTC Timer） 是一个40bit计数器，该寄存器只能读和reset清零。给它写入任何数据都会导致清零，所以为了防止误操作，都对它进行写保护。RTC使用32KHz时钟，每个周期1/32KHz=31.25uS，那么Timer的计数范围为 240*31.25uS/（60*60*24）=397天（约等于）。RTCAR（RTC Alarm Register）是Alarm寄存器，24bit。间隔为2秒。写入数据时先写低16bit，后写高8bit。RTCAR 24bit会与RTCTR的低24bit会进行比较，一旦相同，就会触发 alarm中断，就会把AD6525

28、的PWRON拉高2秒钟。拉高PWRON会导致开机，但在alarm中断函数中对POWER相关相关寄存器进行设置，把PWRON一直拉高，否则超过2秒，RTC就会拉低PWRON。RTCCR（RTC Control Register） 是RTC控制寄存器。RTCSR（RTC Status Register）是RTC状态寄存器。对RTCTR和RTCAR操作时，需要按照一定的顺序使用Control和Status寄存器万完成整个操作过程。下面对我司手机ADI平台手机的RTC的一些基本操作思路进行简单说明。a. 设置日期时间：由于RTCTR只能读和复位，为了保存时间，在NVRAM中保存一个基准的时间（Base

29、Time）。设置时间时，其实是把用户设置的“年月日小时分钟”等信息写到NVRAM中，然后对RTCTR进行复位清零。设置成功后RTCTR开始计数。前面提到RTCTR的计数范围为397天，如果超过397天怎么办？把当前时间更新到到NVRAM中的基准时间中，再复位清零，重新开始计数就行了。在重新设置时间时，如果存在有效的闹钟，则根据新的情况再次设置闹钟。b. 读当前时间：读取RTCTR中的数值，再加上NVRAM中的基准时间，就得到了当前的时间信息。c. 切换时区：切换时区一般是以小时为单位进行切换，所以只需要把NVRAM中的基准时间进行加减操作，再保存进行了。不需要重新设置RTCTR。 d. 设置闹钟： RTCAR只有一个寄存器，其实通过软件配合可以设置许多不同种类的闹钟。例如目前我们用到的定时闹钟，每周7天的闹钟时间是一样的，但可以选择哪天有哪天没有。用户设置闹钟时，把设置的闹钟的时间存到NVRAM中，对需要设置闹钟的的时间进行排序，选择一个离当前时间最短的时间来设置闹钟（当然是当前时间之后，软件上验证）。设置闹钟的时间不能超过24bit寄存器