技師專業(yè)論文-

1、國(guó)家職業(yè)資格全國(guó)統(tǒng)一鑒定通信專業(yè)技師論文（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）論文題目：基于 MTK 平臺(tái)的智能手機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名：劉煥聰 身份證號(hào)申報(bào)等級(jí)：國(guó)家職業(yè)資格二級(jí) 準(zhǔn)考證號(hào)：07141830 培訓(xùn)單位：廣州市職業(yè)技能鑒定中心培訓(xùn)學(xué)校 鑒定單位：廣州市天目公司職業(yè)技能鑒定所 日 期：2016年4月14日目 錄1. 序 言42. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)43. MT6225手機(jī)平臺(tái)53.1 MT6225簡(jiǎn)介53.2 存儲(chǔ)器模塊設(shè)計(jì)53.3 射頻模塊設(shè)計(jì)63.4 音頻模塊設(shè)計(jì)73.5 電源管理模塊設(shè)計(jì)73.6 其他模塊設(shè)計(jì)73.7 RFID擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)84. MTK 平臺(tái)系統(tǒng)軟

2、件95. 結(jié)語(yǔ)116. 參考資料12基于 MTK 平臺(tái)的智能手機(jī)的設(shè)計(jì)摘要：一種基于 MTK 平臺(tái)的智能手機(jī)的設(shè)計(jì)方案。 MTK 手機(jī)以 MT62 手機(jī)平臺(tái)進(jìn)行了軟件結(jié)構(gòu)析。 關(guān)鍵詞：MTK平臺(tái)；MT6225；存儲(chǔ)模塊；射頻模塊1. 序 言MTK 是聯(lián)發(fā)科技股份有限公司的英文簡(jiǎn)稱， 英文全稱叫MediaTek。MTK 手機(jī)系統(tǒng)是現(xiàn)在市場(chǎng)上所有國(guó)內(nèi)手機(jī)設(shè)計(jì)、制造商使用的最多的一個(gè)完整的手機(jī)產(chǎn)品解決方案。 MTK 手機(jī)系統(tǒng)是目前山寨手機(jī)和部分國(guó)內(nèi)廠家使用的平臺(tái)。 MTK 智能手機(jī)，在低端手機(jī)市場(chǎng)中占有巨大份額。2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)整個(gè)智能手機(jī)系統(tǒng)由 MTK 手機(jī)處理器和外部擴(kuò)展模塊兩大部分組成，MT

3、K 智能手機(jī)采用臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科公司提供的一整套手機(jī)芯片解決方案， 以低成本的 MT6225 作為基帶處理器，作為上位機(jī)主控平臺(tái)，其硬件電路至少由十個(gè)模塊組成：MT6225 最小系統(tǒng)、射頻處理模塊、音頻處理模塊、觸摸屏控制模塊、背光驅(qū)動(dòng)模塊、TFT 液晶屏驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵電路模塊、電源管理模塊、SIM 卡接口、存儲(chǔ)器模塊、T-Flash 卡接口和 USB接口。 整機(jī)系統(tǒng)框圖如圖 1 所示。T-FlashNandfLashSIM卡USB接口音頻處理模塊按鍵GSM、GPRS射頻模塊（MT6139）2.8英寸TFT液晶屏觸摸屏接口MT6225基帶信號(hào)處理器電源管理（MT6318）圖1-整機(jī)系統(tǒng)框圖3. MT

4、6225手機(jī)平臺(tái)3.1 MT6225簡(jiǎn)介 MTK 是中國(guó)臺(tái)灣聯(lián)發(fā)科技多媒體芯片提供商(MediaTek)的簡(jiǎn)稱，由于聯(lián)發(fā)科技(MTK)等上游芯片廠商創(chuàng)新性的 Turnkey Solution 模式 (將芯片與手機(jī)開發(fā)所需的軟件平臺(tái)乃至第三方軟件捆綁銷售) 提供了較健全的多媒體平臺(tái)解決方案， 使得手機(jī)開發(fā)周期縮短， 開發(fā)難度降低。MT6225 是 MTK2006 年推出的一個(gè)高度集成的 GSM/GPRS 基帶信號(hào)處理器，它采用了雙處理器結(jié)構(gòu)。 MT6225 內(nèi)部的主處理器是 ARM7EJ-S，該處理器提供整機(jī)的主要控制功能。 另一個(gè)處理器是數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，用于處理信道編譯碼、語(yǔ)音的壓縮

5、與擴(kuò)展。MT6225 采用 246-Ball 的 TFBGA 封裝，內(nèi)部集成了非常豐富固定的接口。 設(shè)計(jì)中必須用到的接口有存儲(chǔ)器接口、SIM 卡接口、鍵盤掃描器、UART 、LCD 接口、基帶前端、音頻前端、射頻控制、電源管理。3.2 存儲(chǔ)器模塊設(shè)計(jì) 存儲(chǔ) 器 模 塊 采 用 一 片 東 芝TV0057A002 存儲(chǔ)芯片和一片三星 K9F1G08U0A 存儲(chǔ)芯片，TV0057A002 采用 PSRAM+NorFlash+NandFlash ST-MCP 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)， 具有 4MByte 的 PSRAM 和 16MByte 的 NorFlash，NorFlash 用來(lái)存放 Nucleus-RTOS

6、、MMI 系統(tǒng)代碼和相關(guān)數(shù)據(jù)，PSRAM 作 為 ARM7 和 DSP 執(zhí) 行 運(yùn) 算 時(shí) 的 數(shù) 據(jù) 緩 存 。K9F1G08U0A 是一片 128MByte 的 NandFlash， 用來(lái)存放文件和 JAVA 應(yīng)用程序。 MT6225 有 26 位地址線 EA25:0，16 位數(shù)據(jù)線 ED15:0，并提供多個(gè)控制信號(hào)引腳，可與存儲(chǔ)芯片直接相連。圖2-射頻模塊簡(jiǎn)化電路3.3 射頻模塊設(shè)計(jì) 一般手機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是射頻電路，但MTK 提供了與 MT6225 基帶信號(hào)處理器相配套的射頻處理器，使設(shè)計(jì)容易很多。 射頻模塊電路采用了三片主要的集成芯片， 分別是 MTK 的射頻處理器 MT6139、 瑞薩

7、的集成功放PF08155B 和天線開關(guān)芯片 HWXR1075， 三片集成芯片與MT6225 的基帶前端單元接口相連。 圖 2 為三片集成芯片和MT6225 的連接電路圖， 芯片之間為了達(dá)到最佳的信號(hào)傳輸，連接時(shí)使用了電阻匹配網(wǎng)絡(luò)和一些分離元器件， 另外為了防止電源干擾芯片內(nèi)部單元電路， 在電源接地設(shè)計(jì)中必須加上IC 去耦電容。mt6225 集成了混合信號(hào)基帶前端設(shè)備在為了提供一個(gè)組織良好的無(wú)線接口與靈活有效的個(gè)性化。它包含增益和偏移校準(zhǔn)機(jī)制，并與過濾器可編程系數(shù)綜合兼容性控制射頻模塊。這一方法還允許使用的一個(gè)高解析度數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，為控制壓控振蕩器或晶體，因而減少了需要昂貴 tcvcxo 。 m

8、t6225實(shí)現(xiàn)偉大調(diào)制解調(diào)器業(yè)績(jī)利用 14位高分辨率A/D變頻器在射頻下行軌道。此外，為了減少需要額外的外部電流驅(qū)動(dòng)元件，駕駛實(shí)力的一些公眾宣傳部門的產(chǎn)出是設(shè)計(jì)來(lái)配置的。調(diào)試功能JTAG接口，使在電路調(diào)試軟件程序與獲得ARM7EJ- S核心。與此規(guī)范調(diào)試界面， mt6225規(guī)定開發(fā)商與一系列廣泛的選項(xiàng)供您選擇手臂開發(fā)套件由支持的 30個(gè)締約方。為保安理由，JTAG接口，可以由殘疾人編程內(nèi)部的 OTP （一次性可編程）保險(xiǎn)絲。3.4 音頻模塊設(shè)計(jì)音頻模塊電路直接利用 MT6225 音頻前端單元的外接端口，B9、C9、A8、B8 引腳為音頻信號(hào)輸入端口，直接連接外部送話器電路；C10、D10 引腳

9、為送話器偏壓輸出端口；A10、B10 引腳為接收音頻信號(hào)輸出端口，直接連接喇叭電路。采用了高集成度的混合信號(hào)音頻前端， 該 mt6225 架構(gòu)可以很容易地音頻接口與直接連接到音頻探頭。音頻接口集成 D /A和 A/D轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音樂隊(duì)，以及高解析度的立體聲數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器像帶。此外， mt6225還提供立體聲投入與類比多工器。mt6225 supportsamr codec ，以自適應(yīng)優(yōu)化講話和音頻質(zhì)量。此外，他-的 AAC 編解碼器是實(shí)施提供 CD 質(zhì)量的音頻在低比特率。 總體而言， mt6225 的音頻功能提供了豐富的平臺(tái)。3.5 電源管理模塊設(shè)計(jì)電源管理模塊電路采用 MTK 的 GSM 手機(jī)

10、專用電源與充電控制芯片 MT6318，它提供 LDO 電壓調(diào)節(jié)器、高效率的直流變換電路、開機(jī)復(fù)位和啟動(dòng)定時(shí)器、電池充電電路、降低整機(jī)功耗。 mt6225 提供多種低功耗功能，以協(xié)助降低系統(tǒng)電源消耗。這些特征包括：稍停模32khz時(shí)鐘，在待機(jī)狀態(tài)下，電源關(guān)閉模式，為個(gè)人外設(shè)和處理器睡眠模式。此外， mt6225 也是捏造的，在先進(jìn)的低泄漏CMOS 制程，因此提供了一個(gè)整體超低泄漏的解決辦法。3.6 其他模塊設(shè)計(jì)按鍵電路利用 MT6225 的鍵盤掃描器，SIM 卡電路利用 MT6225 提供的專用智能卡（ SIM）接口，MT6225 集成了一個(gè)多功能的液晶顯示控制器， 該控制器支持多種類型的 LC

11、D模組，設(shè)計(jì)采用了一 2.8 英寸 65536 色 240×320 像素(QVGA)TFT 彩色觸摸屏，觸摸屏控制模塊采用 MTK 提供的觸摸控制芯片 MT6301。 對(duì)于 USB 接口、T-Flash 接口、程序下載接口和其它接口，MT6225 提供了相應(yīng)的單元接口， 只需少量的分離元器件，就可引出。 3.7 RFID擴(kuò)展模塊設(shè)計(jì)RFID擴(kuò)展模塊電路包括微處理器STC89LE516RD、MF R500、電源管理和天線電路. 其中，MF R500是整個(gè)模塊的核心，它將完成讀寫射頻卡的所有必需功能，包括RF信號(hào)的產(chǎn)生、調(diào)制、解調(diào)、安全認(rèn)證和防碰撞等MF&#

12、160;R500是Philips生產(chǎn)的RFID芯片，支持ISO14443所的層，便于系統(tǒng)開發(fā)3；STC89LE516RD+是宏晶公司生產(chǎn)的一款LQFP44小型封裝超低功耗的C51芯片，它通過對(duì)MF R500的內(nèi)部寄存器的讀寫來(lái)控制MF R500. MF RC500實(shí)際上是MCU與射頻卡之間進(jìn)行信息交換的媒介. 任何射頻卡上數(shù)據(jù)讀寫均須通過MF RCS00來(lái)傳遞. 傳送不同類型的指令給MF RC500，就能實(shí)現(xiàn)對(duì)MF RC500的控制。RFID射頻讀寫器硬件電路原理如圖3所示. 為了驅(qū)動(dòng)天線，MF RC50

13、0通過TX1和TX2提供13.56MHz的能量載波. 根據(jù)寄存器的設(shè)定對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制得到已調(diào)信號(hào). 射頻卡采用RF場(chǎng)的負(fù)載調(diào)制進(jìn)行響應(yīng). 天線拾取的信號(hào)經(jīng)過天線匹配電路送到RX腳. MF RC500內(nèi)部接收器對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)和解調(diào)并根據(jù)寄存器的設(shè)定進(jìn)行處理，然后數(shù)據(jù)傳輸?shù)讲⑿薪涌谟蒘TC89LE516RD進(jìn)行讀取。使用內(nèi)部電路產(chǎn)生的VMID電壓作為RX引腳的輸人電壓. 為了提供穩(wěn)定的參考電壓，在VMID引腳與地之間應(yīng)接入一個(gè)電容，在引腳VMID與RX之間需接入一個(gè)分壓電阻. 另外，在天線與分壓電阻之間加入一系列電容也會(huì)提高電路的性能。D0 TVDDD1 TVSSD2 AVDDD3 AVSS D4

14、 DVDDD5 DVSSD6 MF RC500D7 VMIDALE RXA0 TX1A1 TX2A2 AUXRSTPD MFOUTIRQ MFINNRD OSCINNWR OSCOUTNCS VCC VCCP0(0:7) 820 0.1uF TX1TGNDTX2RX1234ALE 560 15pFVCC 1uH 68pFRFID-RSTRFID-INTRDWRRFID-CS 68pF 15pF 13.56MHz15pF 1uH 圖3- MF R500電路圖STC89LE516RD+5數(shù)據(jù)端口P0口和MF RC500射頻模塊的D0-D7數(shù)據(jù)端口直接相接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，中斷INT0端口與MF RC5

15、00的IRQ端口連接，即單片機(jī)利用MF RC500提供的中斷信息對(duì)其進(jìn)行控制. MT6225基帶芯片提供了3個(gè)UART單元，它提供基帶芯片與外部設(shè)備進(jìn)行全雙工串行通信的通道，采用第二個(gè)UART端口UTXD2(H14引腳)和URXD2(H15引腳)與單片機(jī)的RXD和TXD相連進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，另外采用MT6225提供的外部中斷EINT4(T3引腳)與單片機(jī)的INT1 端口相連，這樣可實(shí)現(xiàn)中斷查詢的功能，電路原理圖如圖4所示。22pF 22pFVCC 10uF10K XATL1 XATL2 RST P00:7/AD0:7VPP/EA P2.7/A15 P3.7/RD P3.6/WR ALE/PROG

16、P3.24NT0 P1.5/CMP2/CE×2MT6225 UTXD2URXD2GPIO0-EINT4 VCCH14H15T310KRFID-CSRDWEALERFID-INTRFID-RST VCC 圖4- STC89LE516RD電路原理圖4. MTK 平臺(tái)系統(tǒng)軟件MTK是現(xiàn)在市場(chǎng)上所有國(guó)內(nèi)手機(jī)設(shè)計(jì)、制造商使用的最多的一個(gè)完整的手機(jī)產(chǎn)品解決方案，大部分做手機(jī)的技術(shù)人員都對(duì)此有接觸和了解。不過，MTK的整套軟 件系統(tǒng)十分龐大且復(fù)雜，很多剛接觸這套系統(tǒng)的軟件工程師一時(shí)不知如何進(jìn)行配置和客戶化定制。MTK 使用了 Nucleus 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)， 整個(gè)軟件系統(tǒng)包括Nucleus 操作系統(tǒng)

17、、平臺(tái)設(shè)備驅(qū)動(dòng)、協(xié)議棧、文件系統(tǒng)、WGUI、MMI、J2ME 等。 MTK 手機(jī)平臺(tái)上的程序開發(fā)基于 J2ME 軟件平臺(tái)采用 JAVA 語(yǔ)言，J2ME是一種針對(duì)移動(dòng)電話和PDA這樣的小型設(shè)備的Java語(yǔ)言。大部分的手機(jī)廠商都迫切希望Java手機(jī)推廣應(yīng)用。盡管J2ME與臺(tái)式機(jī)中的Java相比還是有很大的限制，但是它已經(jīng)極大的提高了移動(dòng)電話支持游戲的能力，并且有比SMS或WAP更好控制的界面，允許使用子圖形動(dòng)畫，可以通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程服務(wù)器。隨著支持Java的手機(jī)迅速普及，大部分的手機(jī)廠商都迫切希望Java手機(jī)推廣應(yīng)用上千萬(wàn)的Java手機(jī)已經(jīng)到了消費(fèi)者的手中，J2ME成為目前最好的移動(dòng)游戲開發(fā)

18、環(huán)境。雖然 J2ME與臺(tái)式機(jī)中的Java相比有很大的限制，但它已經(jīng)極大地提高了移動(dòng)電話支持游戲的能力。它有比SMS或WAP更好控制的界面，允許使用子圖形動(dòng)畫，并且可以通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程服務(wù)器。J2ME不是手機(jī)上配置的唯一的解釋語(yǔ)言，但是它是一個(gè)許多廠商支持的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。MTK采用的Nucleus Nucleus Plus是美國(guó)源代碼操作系統(tǒng)商ATI公司推出的新一代嵌入式操作系統(tǒng)，屬于搶先式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)內(nèi)核， 95%的代碼使用ANSI C編寫，非常便于移植于各種處理器家族。從實(shí)現(xiàn)的角度講，不同于傳統(tǒng)嵌入式開發(fā)，Nucleus Plus是以函數(shù)庫(kù)的形式鏈接到目標(biāo)應(yīng)用程序中，形成可執(zhí)行目標(biāo)代

19、碼，下載到目標(biāo)板上或燒到ROM/FLASH ROM 中去執(zhí)行。Nucleus Plus內(nèi)核在典型的CISC體系結(jié)構(gòu)上占據(jù)大約20k空間，而在典型的RISC體系結(jié)構(gòu)上占據(jù)空間為40k左右。 MTK手機(jī)軟件系統(tǒng)的構(gòu)建使用了GNU的make，使得整個(gè)工程的構(gòu)建可以自動(dòng)進(jìn)行，且可以靈活控制。整個(gè)構(gòu)建過程由Make.bat、make2.pl、MoDIS.dsw、Gsm2.mak、Option.mak、<customer>_<project>.mak等文件控制。構(gòu)建PC模擬版是通過msdev和VC的工程文件MoDIS.dsw來(lái)完成的。Gsm2.mak是構(gòu)建ARM版的核心Makefile文件，整個(gè)構(gòu)建過程由其控制，其他是一些啟動(dòng)、選項(xiàng)配置、子過程的文件。其關(guān)系圖如圖5所示。PC模擬版構(gòu)建Msdev NoDIS.dswMake.batMake.p1Gsm2.makOption.mak<customer>_<project>.makREL_CR_MMI_<project>.makCom.mak圖5-關(guān)系圖5. 結(jié)語(yǔ)目前，很多手機(jī)生產(chǎn)廠商都采用 MTK 手機(jī)平臺(tái)，原因是MTK 平臺(tái)使得手機(jī)開發(fā)變得非常容易，開發(fā)周期縮短，成本比較低； 本文提出的基于 MTK 平臺(tái)的智能手機(jī)的