基于MTK平台的智能手机硬件设计与开发

基于MTK平台的智能手机硬件设计与开发
摘要：智能手机的运行速度，用户体验度，集成应用功能，是手机生厂商市场竞争力的关键。

本文以MTK公司的真八核手机芯片MT6595加外围射频、无线网络和电源管理等其它组件一起构建了一个基于MTK 平台开发的智能手机硬件系统。

经过测试验证，本系统满足市场需求，提高手机生厂商企业市场竞争力。

关键词：MTK、硬件系统、手机芯片
Abstract: Smart phones running speed, user experience, integrated applications, mobile phone manufacturers the market is the key to competitiveness. In this paper, MTK's true eight-core mobile chip MT6595 RF plus peripherals, wireless networks and power management, and other components together to build a smart phone hardware system solutions based on MTK platform. After testing and validation, the program to meet the market demand, improve mobile phone manufacturers the market competitiveness of enterprises.
Keywords: MTK, hardware systems, mobile phone chip
智能手机市场占有率越来越高，而用户在购买手机时，更加关注智能手机的运行速度、用户体验度、集成用户功能，为此要想提升手机生厂商在市场竞争力，前提是应设计出满足市场需求的手机硬件系统。

本文构建了一个基于MTK 平台开发的智能手机硬件系统。

一、MTK平台
MTK是台湾联发科技多媒体芯片提供商的简称，全称叫MediaTek。

所谓MTK平台是联发科公司推出的一种新型的手机设计解决方案，到目前为止，它已经成为了国产手机生成厂商首选的平台，其高度的模块集成特性、快捷的出货速度和低廉的价格优势催生了中国大陆数量庞大的手机研发公司。

二、硬件系统设计
在整个智能手机硬件系统中，主要是由射频处理部分、基频处理部分、无线网络连接、电源系统和其它一些必要外设等组成。

如下图1所示，为本设计的基于MTK 平台智能手机硬件系统图。

基频处理部分主要包括基带芯片MT6595、内存等单元。

硬件基带芯片是整个主板电路系统中最核心的单元，是用来合成即将发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。

具体地说，就是发射时，把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解译为音频信号。

同时，也负责地址信息（手机号、网站地址）、文字信息（短讯文字、网站文字）、图片信息的编译，它可分为五个子块：CPU处理器、信道编码器、数字信号处理器、调制解调器和接口模块。

射频处理单元最重要的模块是射频芯片和功率放大器，负责发射、接收、射频信号，并混频为中频。

电源管理系统由电池充电和电源处理两大部分组成，完成对整机个电路的供电，选用的是MT3188作为本方案的电源管理芯片。

在无线网络连接方面，采取MTK 公司提供的MT6630,其余的外设，存储模块、音频模块、显示模块、以及调试Debug接口等均可以作为MT6595的外围器件，均由主基带芯片控制[1]。

图1 硬件系统图
Fig.1 Hardware system diagram
整个平台根据基带芯片的确定，从而构建出硬件系统架构，搭建出硬件电路。

本设计根据MTK公司的真八核4G LTE手机芯片MT6595加外围射频、无线网络和电源管理等其它组件一起构建了一个基于MTK 平台开发的智能手机硬件电路系统。

1、基带模块设计。

基带部分主要元件是基带芯片MT6595，以及RAM/ROM存储器二大部分组成。

MT6595是移动芯片厂商联发科正式发布全球首款真八核4G LTE手机芯片，该芯片采用四核Cortex-A17以及四核Cortex-A7的大小核方案，支持八核同时开启，并支持超高清H.265视频编解码规格，支持FDD/TDD LTE网络，最高支持150Mbps下载以及50Mbps上传，同时向下兼容DC-HSPA+ (42Mbits/s)、TD-SCDMA以及EDGE，也联发科首款支持802.11ac无线连接的手机芯片平台。

部分参数如下:
(1)整合多模多频LTE调制解调器
其LTE modem支持LTE Release 9 Category 4版本，可提供上、下行分别高达50Mbit/s 与150Mbit/s的数据传输速率。

除了能同时支持FDD-LTE和TD- LTE，亦支持DCDC-HSPA + (42Mbits/s)，TD-SCDMA, EDGE和GSM / GPRS的语音及数据通讯，其多模稳定兼容可使其终端产品在全球各地无缝隙衔接漫游、畅行无阻。

亦可搭配联发科技射频芯片，支持超过30个频段，符合全球电信运营商对于射频频段的要求。

(2)支持顶级多媒体规格
领先业界以硬件解HEVC(高分辨率编解码技术H.265)，支持超高清(4K2K)视频播放和录制，功耗更低。

支持24位192 kHz Hi-Fi品质音频编解码，具有高性能DAC-to-HP表现和>110dB 信噪比。

支持20MP像素照相机和超高分辨率WQXGA (2560 x 1600)显示控制器。

支持联发科技ClearMotion™智能视频倍频技术，可将15/24/30fps 自动倍频至60fps视频播放，呈现细致。

(3)流畅和移动无重影的观看效果
支持联发科技MiraVision™技术，实现数字电视级别画质。

可搭配4-in-1 无线连接芯片，首款支持802.11ac的联发科技手机平台。

该解决方案亦可搭配联发科技四合一无线连接解决方案，可支持802.11ac、以及包括GPS, GLONASS, Beidou, Galileo和QZSS 全球卫星导航(GNSS)定位系统。

支持低功耗蓝牙(Bluetooth LE)和ANT+。

2、射频模块设计。

智能手机硬件系统电路中，射频部分包括接收链路和发送链路。

接收链路指由天线端接收到的射频信号，经过窄带滤波器过滤得到所需要的信号。

发射链路部分则刚好相反。

本设计中的射频部分采用的是以MT6169、MT6165为调制解调器加2G 、3G 和4G各自的功率放大器方案。

3、电源管理模块设计。

在整个系统硬件电路设计中，电源模块的设计是最为关键的单元。

优质的系统电源供给，关系到整个硬件系统是否能够稳定的运行[2]。

电源管理系统由电池充电和电源处理两大部分组成，完成对整机个电路的供电，选用的是MT3188作为本方案的电源管理芯片。

4、无线网络连接模块设计。

智能手机可以通过移动通讯网络、无线网络实现无线网络接入，本设计无线网络连接模块采用MT6630，MT6630单芯片支持双频Wi-Fi 802.11b/g/n/ac、Wi-Fi Direct/Miracast、蓝牙4.1、三频GPS/GLONASS、FM射频。

5、其它模块设计。

其余的外设包括LCD 接口电路、USB 接口电路、SIM 卡接口电路、T‐Flash 卡接口电路、摄像头接口电路、键盘接口电路、音频接口电路等[3]。

三、硬件测试
通过本文前面论述的系统方案设计，完成了系统软硬件的搭建，实现系统硬件的校准后，整个系统已完成设计的全部工作，能正常的开机运行。

现在需要搭建测试环境，对所设计的智能手机功能与性能进行全面的测试，以验证所开发设计出的系统是否达到设计目的和要求[4]。

本系统的测试部分完全按照国家信息产业部的CTA（China Type Approval，即入网测试）测试要求进行。

经过测试验证，本方案符合CTA入网标准，满足市场需求，保证投入市场的产品在整个生命周期的质量要求得以满足,提高生厂商企业竞争力。

四、结论
在深入学习MTK 平台技术和原理基础，分析手机生产商企业竞争力，智能机市场需求基础之上，以真八核4G LTE手机芯片MT6595为手机核心的单元，构建了一个基于MTK 平台开发的智能手机硬件系统。

经过测试验证，本系统满足市场需求，提高手机生厂商企业市场竞争力。

参考文献
[1]高启飞.基于MTK 平台的双卡双待双蓝牙手机硬件设计与实现[D].西安：西安电子科技大学，2009.
[2] 苏健.Android 智能手机平台电源管理技术[J].微处理机，2011，（5）：66‐69.
[3] 周春生.基于CDMA2000 功能手机的功能模块集成方案的设计与实现[D].上海：上海交通大学，2008.
[4]李现路.MTK应用开发从入门到精通[M].北京：北京航空航天大学出版社,2012。