智能手机硬件架构共17页
智能手机组成分析
智能手机组成分析智能手机已经成为了现如今社会人们必不可分的电子设备。
它有着较长的发展史——摩托罗拉作为世界上第一台移动电话问世于1983年，外形笨重且价格昂贵，但是它的诞生奠定了摩托罗拉手机部门在移动通讯业界20余年不可动摇的地位。
现在的手机外形不再像“大哥大”般那样的笨重，它变得更加的轻薄，变得更加的便捷。
而且手机变得更加的智能化，它的功能繁多，不仅仅局限于通讯等单一功能，而是可以根据个人需要，扩展机器内置功能。
如今的手机不仅具备通讯功能，还能够支持在线内容服务，也支持与pc端的在线数据同步功能。
但是，归根到底，智能手机是一台机器，是硬件和软件的相互结合。
附：手机硬件组成图一、手机电路主板电脑有主板是人尽皆知的，手机作为电子产品同样也拥有主板。
主板就如同建房是的地基一样所有的手机电子元器件全部都安装在主板上，主板的选材影响着整部手机的性能，所以“欲立高楼”就要选好其“根基”，一块优质的电路主板对于是否能够成就一部好手机至关重要。
二、手机的功能电路结构一部移动电话包括无线接收机(Receiver)、发射机(Transmitter)、控制模块(Controller)及人机界面部分(Interface)和电源(Power Supply)。
数字手机从电路可分为，射频与逻辑音频电路两大部分。
其中射频电路包含从天线到接收机的解调输出，与发射的 I/Q 调制到功率放大器输出的电路；逻辑音频包含从接收解调到，接收音频输出、发射话音拾取(送话器电路)到发射 I/Q 调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路等。
如下图：从印刷电路板的结构一般分为：逻辑系统、射频系统、电源系统，3个部分。
在手机中，这 3个部分相互配合，在逻辑控制系统统一指挥下，完成手机的各项功能。
三、核心大脑“CPU”手机作为一台现代计算机设备的重要组成部分，它要完成用户们下达的指令则需要进行大量的运算。
手机中的CPU就承当着接受所有运算，它之于手机就如同大脑之于人类一样，所以会被称为手机的“大脑”。
智能手机的硬件系统架构
随着通信产业的不断发展，移动终端已经由原来单一的通话功能向话音、数据、图像、音乐和多媒体方向综合演变而对于移动终端，基本上可以分成两种：一种是传统手机(feature phone)；另一种是智能手机(smart phone)智能手机具有传统手机的基本功能，并有以下特点：开放的操作系统、硬件和软件的可扩充性和支持第三方的二次开发相对于传统手机，智能手机以其强大的功能和便捷的操作等特点，越来越得到人们的青睐，将逐渐成为市场的一种潮流然而，作为一种便携式和移动性的终端，完全依靠电池来供电，随着智能手机的功能越来越强大，其功率损耗也越来越大因此，必须提高智能手机的使用时间和待机时间对于这个问题，有两种解决方案：一种是配备更大容量的手机电池；另一种是改进系统设计，采用先进技术，降低手机的功率损耗现阶段，手机配备的电池以锂离子电池为主，虽然锂离子电池的能量密度比以往提升了近30％，但是仍不能满足智能手机发展需求就目前使用的锂离子电池材料而言，能量密度只有20％左右的提升空间而另一种被业界普遍看做是未来手机电池发展趋势的燃料电池，能使智能手机的通话时间超过13 h，待机时间长达1个月，但是这种电池技术仍不成熟，离商用还有一段时间[1]增大手机电池容量总的趋势上将会增加整机的成本因此，从智能手机的总体设计入手，应用先进的技术和器件，进行降低功率损耗的方案设计，从而尽可能延长智能手机的使用时间和待机时间事实上，低功耗设计已经成为智能手机设计中一个越来越迫切的问题1 智能手机的硬件系统架构本文讨论的智能手机的硬件体系结构是使用双cpu架构，如图1所示主处理器运行开放式操作系统，负责整个系统的控制从处理器为无线modem部分的dbb(数字基带芯片)，主要完成语音信号的a／d转换、d／a转换、数字语音信号的编解码、信道编解码和无线modem部分的时序控制主从处理器之间通过串口进行通信主处理器采用xxx公司的cpu芯片，它采用cmos工艺，拥有arm926ej-s内核，采用a rm公司的amba(先进的微控制器总线体系结构)，内部含有16 kb的指令cache、16 k b的数据cache和mmu(存储器管理单元)为了实现实时的视频会议功能，携带了一个优化的mpeg4硬件编解码器能对大运算量的mpeg4编解码和语音压缩解压缩进行硬件处理，从而能缓解arm内核的运算压力主处理器上含有lcd(液晶显示器)控制器、摄像机控制器、sdram和srom控制器、很多通用的gpio口、sd卡接口等这些使它能很出色地应用于智能手机的设计中在智能手机的硬件架构中，无线modem部分只要再加一定的外围电路，如音频芯片、lcd、摄像机控制器、传声器、扬声器、功率放大器、天线等，就是一个完整的普通手机(传统手机)的硬件电路模拟基带(abb)语音信号引脚和音频编解码器芯片进行通信，构成通话过程中的语音通道从这个硬件电路的系统架构可以看出，功耗最大的部分包括主处理器、无线modem、lcd和键盘的背光灯、音频编解码器和功率放大器因此，在设计中，如何降低它们的功耗，是一个很重要的问题2 低功耗设计2.1 降低cpu部分的供电电压和频率在数字集成电路设计中，cmos电路的静态功耗很低，与其动态功耗相比基本可以忽略不计，故暂不考虑其动态功耗计算公式为：pd="ctv2f"(1)式中：pd为cmos芯片的动态功耗；ct为cmos芯片的负载电容；v为cmos芯片的工作电压；f为cmos芯片的工作频率由式(1)可知，cmos电路中的功率消耗与电路的开关频率呈线性关系，与供电电压呈二次平方关系对于cpu来说，vcore电压越高，时钟频率越快，则功率消耗越大，所以，在能够正常满足系统性能的前提下，尽可能选择低电压工作的cpu对于已经选定的cpu 来说，降低供电电压和工作频率，能够在总体功耗上取得较好的效果对于主cpu来说，内核供电电压为1.3 v，已经很小，而且其全速运行时的主频可以完全根据需要进行设置，其内部所需的其他各种频率都是通过主频分频产生主cpu主频f cpu计算公式如下：在coms芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的引脚不能悬空，一般接下拉电阻来降低输入阻抗，提供泄荷通路需要加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限来增强抗干扰能力但是在选择上拉电阻时，必须要考虑以下几点：a)从节约功耗及芯片的倒灌电流能力上考虑，上拉电阻应足够大，以减小电流；b)从确保足够的驱动电流考虑，上拉电阻应足够小，以增大电流；c)在高速电路中，过大的上拉电阻会使信号边沿变得平缓，信号完整性会变差因此，在考虑能够正常驱动后级的情况下(即考虑芯片的vih或vil)，尽可能选取更大的阻值，以节省系统的功耗对于下拉电阻，情况类似2.3.2 对悬空引脚的处理对于系统中cmos器件的悬空引脚，必须给予重视因为cmos悬空的输入端的输入阻抗极高，很可能感应一些电荷导致器件被高压击穿，而且还会导致输入端信号电平随机变化，导致cpu在休眠时不断地被唤醒，从而无法进入睡眠状态或其他莫名其妙的故障所以正确的方法是，根据引脚的初始状态，将未使用的输入端接到相应的供电电压来保持高电平，或通过接地来保持低电平2.3.3 缓冲器的选择缓冲器有很多功能，如电平转换、增加驱动能力、数据传输的方向控制等，当仅仅基于驱动能力的考虑增加缓冲器时，必须慎重考虑，因驱动电流过大会导致更多的能量被浪费掉所以应仔细检查芯片的最大输出电流ioh和iol是否足够驱动下级芯片，当可以通过选取合适的前后级芯片时应尽量避免使用缓冲器2.4 电源供给电路由于使用双cpu架构，外设很多，需要很多种电源仅以主cpu来说，就需要1.3v、2.4v和2.8v电压，因此需要很多电压变化单元通常，有以下几种电压变换方式：线性调节器；dc／dc；LDO(低漏失调节器)其中ldo本质上是一种线性稳压器，主要用于压差较小的场合，所以将其合并为线性稳压器线性稳压器的特点是电路结构简单，所需元件数量少，输入和输出压差可以很大，但其致命弱点是效率低、功耗高，其效率η完全取决于输出电压大小dc／dc电路的特点是效率高、升降压灵活，缺点是电路相对复杂，纹波噪声干扰较大，体积也相对较大，价格也比线性稳压高，对于升压，只能使用dc／dc因此，在设计中，对于电源纹波噪音要求不严的情况，都是使用dc／dc的电压转换器件，这样可以有效地节约能量，降低智能手机的功耗2.5 led灯的控制智能手机电路中，键盘和lcd背光灯工作时会消耗大量能量例如本文架构中使用的l cd，其背光灯电气要求如下：正向电流典型值为15 ma，正向电压典型值为14.4 v，背光灯消耗功率典型值为216 mw由此可以看出，在正常工作时，lcd背景led灯功耗非常大因此，在设计中，必须降低led灯的功耗可以通过以下方法：a)在led灯回路中短接一个小电阻，改变阻值，用来控制led灯工作时的电流b)利用人眼的迟滞效应，使用pwm(脉宽调制)信号来控制led灯的开关在主cpu中，通过配置寄存器gpcon_u、gpcon_l可以把gpio20一gpio23和gpi o2-gplo5配置成pwm信号输出，再配置内部相应的寄存器，控制pwm输出信号的频率和占空比，作为控制引脚来控制led背光灯，以此来降低lcd背光灯的功耗; c)在手机图形界面上提供一个调节背光灯亮度的界面，让用户在系统设置的led灯亮度基础上，进一步调节背关灯的亮度，这样，既增加了手机使用的灵活性，又进一步降低了手机的功耗2.6 无线modem部分的控制如图1所示，智能手机的硬件体系结构采用双cpu架构，无线modem作为主cpu的一个外设，与主cpu芯片的其他外设相比，具有其特殊性，例如当智能手机处于睡眠模式时，可以直接关闭lcd、摄像机等外设的供电电源，而无线modem不行，必须要求无线m odem具有继续等待来电、搜索网络等功能，而不能直接将其关闭而对于本文硬件架构中的无线modem方案，其中也拥有一个系统，内部运行完整的gsm(全世界移动通信系统)协议和独立的电源管理模块，主cpu可以通过uart口和无线modem进行电源管理协商无线modem内部的电源管理由自己来控制，当无线modem处于空闲状态时，自己能完好地进入和退出待机模式因此，在本文的硬件架构的设计上，当智能手机开机时，给无线modem加电、关机时，对modem进行断电2.7 软件优化式中：m=mdiv+8；p=pdiv+2，s=sdiv；mdiv、pdiv和sdiv可以通过寄存器进行设置因此，设计中确定主cpu主频对于整个系统的功耗和性能是一个关键本文在综合考虑系统性能和功耗的基础上，设置主cpu主频为204 mhz2.2 dpmdpm(动态电源管理)是在系统运行期间通过对系统的时钟或电压的动态控制来达到节省功率的目的，这种动态控制与系统的运行状态密切相关，该工作往往通过软件来实现[3 4]2.2.1 定义不同的工作模式在硬件架构中智能手机的工作模式与主cpu的工作模式密切相关为了降低功耗，主c pu定义了4种工作模式：general clock gating mode；idle mode：sleep mode；s top mode在主cpu主频确定的情况下，智能手机中定义了对应的4种工作模式：正常工作模式(normal)；空闲模式(idle)；睡眠模式(sleep)；关机模式(off)各种模式说明如下：a)正常工作模式：主cpu工作模式为general clock gating mode；主cpu全速运行；时钟频率为204 mhz智能手机在这种状态下功耗最大，根据不同的运行状态，如播放mp3、打电话、实际测量，这种模式下智能手机工作电流为200 ma左右b)空闲模式：主cpu工作模式为idle mode，主cpu主时钟停止；时钟频率为204 mhz在空闲状态下，键盘背关灯和lcd背光灯关闭，lcd上有待机画面，特定的事件可以使智能手机空闲模式进入正常工作模式，如点击触摸屏、定时唤醒、按键、来电等c)睡眼模式：主cpu工作模式为sleep mode，除了主cpu内部的唤醒逻辑打开外，其余全关闭；主cpu时钟为使用36.768 khz的慢时钟除了modem以外，外设全部关闭，定义短时按开机键，使智能手机从睡眠模式下唤醒进入正常工作状态d)关机模式：主cpu工作模式为stop mode，除了主cpu泄漏电流外，不消耗功率；主cpu关闭智能手机必须重新开机之后，才能进正常工作模式，实际测量，手机在这种模式下电流为100μa从以上看出，智能手机在正常工作模式下的功率比空闲模式、睡眠模式下大得多因此，当用户没有对手机进行操作时，通过软件设置，使手机尽快进入空闲模式或睡眠模式；当用户对手机进行操作时，通过相应的中断唤醒主cpu，使手机恢复正常工作模式，处理完响应的事件后迅速进入空闲模式或睡眠模式2.2.2 关闭空闲的外设控制器和外设在硬件系统的架构中，可以看到，主cpu通过相应的接口，外接了很多外部设备，例如lcd、摄像机、irda(红外适配器)、蓝牙、音频编解码器、功率放大器等设备当智能手机处于正常工作模式时，对处于空闲状态的外设，可以通过主cpu的gpio口，控制给外设供电的LDO或者dc／dc电源芯片，通过关闭外设的供电电源芯片，以达到关闭外设的目的特别是对于大功耗的外设，必须对其进行可靠的关闭对于一些正在工作的外设，如音频编解码器，通过设置内部的寄存器，关闭芯片内部不使用的通道、功率放大器、d／a转换器等，以降低这些器件工作时的功耗对于主cpu的各种接口控制器，一般不会全部用到，即使智能手机处于正常工作模式下，在不同运行状态，各种接口控制器的使用状况也是不同的；接口控制器没有处于工作状态，如不将其关闭，仍会消耗电流对于主cpu来说，各外设接口控制器的电流消耗[2]如下：nand flash为2.9 ma；lcd为5.8 ma；usb host为0.4 ma；usb驱动器为2.9 ma；定时器为0.5 ma；sdi为1.9 ma；uart为3.6 ma；rtc为0.4 ma；a／d转换器为0.4 ma；iic为0.6 ma；iis为0.5 ma；spi为0.5 ma在图1所示的智能手机硬件架构中，spi接口、usb host接口没有使用，因此可以通过设置spcono和hccontrol寄存器永远地关闭spi和usb host接口，这样可以节省0. 9(0.5+0.4)ma的电流当智能手机处于正常工作状态下，可以对空闲的接口控制器进行关闭，以进一步降低智能手机的功耗，还可以防止总线上倒灌电流的影响2.3 接口驱动电路的低功耗设计当选择智能手机外围芯片如sdram、lcd、摄像机、音频编解码器等器件时，除了要考虑其性能外，还必须考虑其正常工作时的功耗在设计接口电路时，必须考虑以下几个因素：2.3.1 上拉电阻／下拉电阻的选取软件优化是一个很重要的工作，可以大大提高软件运行时的效率和降低软件运行时的功耗例如指令的重排，在不影响指令执行结果的情况下，可以消除由于装载延迟、分支延迟、跳转延迟等引起的指令流水线的失效[5]如表1所示的arm汇编，把指令转变成二进制编码后，不同之处就是各个寄存器操作数的二进制编码不同根据表1，从电气性能上来看，通过减小连续指令之间的汉明(hamming)距离，原代码比优化后代码的比特位变化多6次，而两组代码实现同样的功能，因此，优化后的指令执行时的功耗小于原先指令因此，系统软件完成后，在保证软件功能一致的情况下，通过对代码进行优化，可以减小软件在执行时的功耗3 试验结果和讨论在智能手机的设计中，通过不断进行硬件优化和在软件上实现电源的动态管理，测量智能手机在空闲模式和睡眠模式下的功率损耗，结果如表2所示根据表1，从电气性能上来看，通过减小连续指令之间的汉明(hamming)距离，原代码比优化后代码的比特位变化多6次，而两组代码实现同样的功能，因此，优化后的指令执行时的功耗小于原先指令因此，系统软件完成后，在保证软件功能一致的情况下，通过对代码进行优化，可以减小软件在执行时的功耗从表2可以看出，经过优化设计，智能手机在空闲模式下，电流值减小了10.2 ma，在睡眠模式下，电流值减少了1.5 ma对于无线modem，由于自身含有独立的电源管理模块，基本上在3 ma左右，变化不大相比未经优化设计，智能手机经过优化设计后，在睡眠模式下和空闲模式下，功率损耗有了显著的降低，在相同的电池容量下，大大提高了智能手机的待机时间和使用时间因此，通过上述方法，可以有效地降低智能手机的功耗随着手机技术的发展，特别在智能手机设计中，低功耗设计会成为一个越来越迫切的问题随着一些新技术的出现并应用于智能手机的设计中，例如先进的电源管理芯片、先进的处理器，给设计者提供了更大的灵活性，可以大大降低智能手机功耗但是，作为设计者，在进行系统设计和软件编程时，必须时时考虑如何降低系统的功耗，只有这样，设计出的系统才能拥有一个良好的性能，得到用户的青睐。
智能手机硬件架构ppt
锂聚合物电池
概述
锂聚合物电池是一种新型的可充 电电池，其电解质是液态的，但
被聚合物所包围。
优点
锂聚合物电池具有更高的能量密度、 更轻的重量、更小的体积等优点， 能够提供更长的续航时间和更薄的 电池设计。
应用
锂聚合物电池广泛应用于智能手机、 平板电脑、可穿戴设备等领域。
智能手机硬件架构
目 录
• 引言 • 智能手机硬件概述 • 处理器详解 • 存储器详解 • 输入输出设备详解 • 电池详解 • 智能手机硬件架构总结
01 引言
主题简介
智能手机硬件架构
介绍智能手机硬件架构的基本概念、组成和功能。
智能手机硬件架构的发展历程
从最早的模拟信号手机到现代的智能手机，硬件架构经历了巨大的变革。
x86架构具有高性能、高扩展性和高兼容性的特点，能够提供强大的计算 能力和多任务处理能力。
x86架构的处理器核心通常包含更多的执行单元和复杂控制逻辑，以实现 更广泛的指令集和更高的指令执行效率。
其他处理器架构
1 2 3
MIPS架构
MIPS架构是一种独立发展的指令集架构，具有 简洁的指令集和高效的处理能力，主要应用于网 络设备和部分嵌入式系统。
麦克风
用于录音和语音识别，支持降噪和回声消除等功能，以提高 通话和语音识别的质量。
06 电池详解
锂离子电池
概述
锂离子电池是一种可充电 的电池，其工作原理是通 过锂离子在正负极之间的 移动来储存和释放能量。
优点
锂离子电池具有高能量密 度、无记忆效应、自放电 率低等优点，能够提供较 长的续航时间。
应用
液晶显示屏（LCD）
智能手机硬件架构
智能方式硬件架构智能方式硬件架构1-引言本文档旨在介绍智能方式的硬件架构，包括主要组成部分、功能和相互之间的关系。
通过了解智能方式的硬件架构，可以帮助读者更好地理解智能方式的工作原理和性能。
2-整体结构智能方式的整体结构可以分为以下几个主要部分：2-1 处理器和内存模块：智能方式通常配备高性能的处理器和足够的内存，用于运行各种应用程序和多任务处理。
2-2 显示屏模块：智能方式的显示屏通常是高分辨率的触摸屏，用于显示图像、视频和应用程序界面。
2-3 摄像头模块：智能方式通常配备前置和后置摄像头，用于拍摄照片和录制视频。
2-4 电池模块：智能方式的电池模块用于提供电力，支持设备的正常运行。
3-处理器和内存模块3-1 主处理器：智能方式的主处理器通常采用ARM架构，具有高性能和低功耗的特点。
3-2 图形处理单元（GPU）：智能方式的图形处理单元负责加速图形渲染，提供流畅的视觉效果。
3-3 内存模块：智能方式通常具有两种内存类型，即RAM和ROM。
RAM用于临时存储数据，ROM用于存储操作系统和应用程序。
4-显示屏模块4-1 主屏幕：智能方式的主屏幕通常采用液晶显示技术，具有高清分辨率和触摸功能。
4-2 外屏幕：有些智能方式配备了外屏幕，用于显示时间、日期等简单信息。
5-摄像头模块5-1 前置摄像头：智能方式的前置摄像头用于自拍和视频通话。
5-2 后置摄像头：智能方式的后置摄像头通常具有更高的像素和更多的功能，用于拍摄高质量的照片和录制高清视频。
6-电池模块6-1 电池容量：智能方式的电池容量通常以毫安时（mAh）为单位表示，不同型号的智能方式电池容量有所差异。
6-2 充电技术：智能方式通常支持不同的充电技术，如快充、无线充电等。
7-附件本文档涉及的附件可通过邮件附件或在线的方式获取，请联系管理员获取相关附件。
8-法律名词及注释8-1 ARM架构：ARM是一种处理器架构，广泛用于移动设备和嵌入式系统中。
智能手机硬件架构
智能方式硬件架构智能方式硬件架构一、概述智能方式硬件架构是指智能方式中各个硬件组件和模块的布局和连接方式，涉及到处理器、内存、存储器、显示屏、摄像头、传感器等多个方面。
本文将对智能方式硬件架构进行详细介绍。
二、处理器及内存1.处理器架构：a) 主流处理器架构：ARM、x86等。
b) 核心数和频率：双核、四核、八核等。
c) 制造工艺.10nm、7nm等。
d) GPU（图形处理器单元）类型和性能。
2.内存：a) RAM（随机存取存储器）容量.2GB、4GB、8GB等。
b) ROM（只读存储器）容量.64GB、128GB、256GB等。
c) 存储扩展方式：MicroSD、UFS等。
三、显示屏与触控技术1.显示屏类型：a) LCD（液晶显示器）：TFT、IPS、LTPS等。
b) OLED（有机发光二极体显示器）：AMOLED、Super AMOLED等。
c) 分辨率和屏幕尺寸。
2.触控技术：a) 电容触摸屏技术：电容式触摸、多点触控等。
b) 屏幕指纹识别技术。
c) 屏幕显示效果和色彩准确度。
四、摄像头和传感器1.摄像头：a) 前置摄像头：像素数、光圈值、美颜功能等。
b) 后置摄像头：像素数、光圈值、光学防抖等。
c) 拍照功能和智能识别。
2.传感器：a) 陀螺仪、加速度计、磁场传感器等。
b) 环境光传感器和距离传感器。
c) 指纹传感器和人脸识别技术。
五、网络连接及通信模块1.无线网络连接：a) 蜂窝网络.4G LTE、5G等。
b) Wi-Fi连接标准.802.11a/b/g/n/ac/ax。
c) 蓝牙版本和蓝牙功能。
2.通信模块：a) SIM卡槽类型和支持的运营商。
b) NFC（近场通信）功能。
c) GPS（全球定位系统）功能。
六、电池和充电技术1.电池容量和类型：a) 毫安时（mAh）容量。
b) 锂离子电池、聚合物电池等。
2.充电技术：a) 有线充电：USB充电接口类型和功率。
b) 无线充电：Qi标准和功率。
智能手机硬件架构PPT课件
体积也相对较大，价格也比线性稳压高，对于升压，只能使用DC/DC • 在设计中，对于电源纹波噪音要求不严的情况，都是使用DC/DC的电压转换器件，这
样可以有效地节约能量，降低智能手机的功耗
第10页/共17页
无线modem部分的控制
• 本文智能手机的硬件体系结构采用双CPU架构，无线modem作为主CPU的一 个外设，与主CPU芯片的其他外设相比，具有其特殊性：例如当智能手机处于 睡眠模式时，可以直接关闭LCD、摄像机等外设的供电电源，而无线modem不 行，必须要求无线modem具有继续等待来电、搜索网络等功能，而不能直接将 其关闭
第16页/共17页
感谢观看！
第17页/共17页
不考虑。其动态功耗计算公式为：
芯
片
为 的
CMpOd S芯片的动
工作电压；f为C
态功耗p；d MOS芯片
的C为tV工C2CM作f t O频S率芯
片
的
负
载
电
容
；
V
为
C
M
O时钟频率越快，则功率消耗越大，所以，在 能够正常满足系统性能的前提下，尽可能选择低电压工作的CPU
通过选取合适的前后级芯片时应尽量避免I o使h 用I o缓l 冲器
第8页/共17页
电源供给电路
• 由于使用双CPU架构，外设很多，需要很多种电源。仅以主CPU来说，就需要1.3v、 2.4v和2.8v电压，因此需要很多电压变化单元
• 通常有以下几种电压变换方式：线性稳压器；DC/DC；LDO(低漏失调节器) • IDO本质上是一种线性稳压器，主要用于压差较小的场合，所以将其合并为线性稳压器 • 线性稳压器的特点是电路结构简单，所需元件数量少，输入和输出压差可以很大，但其
智能手机架构及其工作原理PPT
2008年9月Google公司开发出Android系统，以其良好的用户体验和开放性的设计成 功打入智能手机市场，
2011年2月诺基亚正式与微软达成战略合作，致力于windows phone的发展。 从智能手机的操作系统来分，安卓、iOS、WP手机三足鼎立。 其全球市场份额分别
为84.6%、11.9%、2.7%（注：2014年第二季度数据）。
4/8/2020
4 2.智能手机的组成
一部智能手机由手机系统、CPU、GPU、ROM、RAM、话筒、手机屏幕、触摸屏、摄像头、感应器、蓝牙、无线 连接等组成。
CPU只要采用高通、德州仪器、英伟达、Apple等公司的产品。 GPU(图形处理器）主要的厂家有高通，英伟达等公司 ROM（只读存 储器）：指的是手机内部存储文档、图片等可存储资料的空间。手机生产出来一次写入，不可
智能手机的一个显著特点是支持第三方应用程序对手机功能的扩展。软件通过手机 硬件中的逻辑单元执行了软件的功能。
4/8/2020
7
谢谢！ ☺
4/8/2020
智能手机架构及其工作原理
李峰
1
2014-12-23
4/8/2020
2
内容概要
➢ 1.智能手机的发展简述 ➢ 2.智能手机的基本类型 ➢ 3.智能手机的基本架构 ➢ 4.智能手机的基本原理
4/8/2020
3
1.智能手机的发展简述
智能手机（smart phone)：是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用 户自行安装软件/游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序不断对手机的功能 进行扩充，并可以通过无线通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称。
智能手机硬件架构
智能方式硬件架构智能方式硬件架构⒈概述⑴硬件架构的定义⑵智能方式硬件架构的重要性⑶硬件架构设计的原则⒉方式外观设计⑴材质选择⑵尺寸和重量⑶按键和接口布局⑷边缘设计⒊中央处理器（CPU）⑴ CPU种类⑵核心数量⑶主频和缓存⑷架构选择⑸ CPU与操作系统的兼容性⒋图形处理器（GPU）⑴ GPU的作用⑵ GPU品牌和型号选择⑶显存容量⑷硬件加速功能⒌内存管理⑴ RAM类型和容量⑵存储类型和容量⑶存储扩展选项⒍屏幕技术⑴屏幕类型⑵分辨率和像素密度⑶屏幕尺寸和比例⑷触摸屏技术⑸屏幕保护和硬度⒎相机与摄像头⑴主摄像头技术和参数⑵前置摄像头技术和参数⑶摄像头功能和特色⑷图像处理算法⒏传感器和定位技术⑴加速度计⑵陀螺仪⑶磁力计⑷光线传感器⑸距离传感器⑹指纹传感器⑺定位技术选择⒐电池与充电技术⑴电池种类和容量⑵快充技术⑶无线充电技术⑷电池管理系统⒑无线通信⑴移动网络技术⑵ Wi-Fi和蓝牙⑶ NFC（近场通讯）⑷终端间通信技术1⒈引脚和接口1⑴ USB接口1⑵ SIM卡和SD卡插槽1⑶音频接口1⑷ HDMI和视频输出接口附件：无法律名词及注释：⒈智能方式：指具备智能化功能的移动通信终端设备。
⒉硬件架构：指方式内部各个硬件组件之间的连接和关系。
⒊ CPU：中央处理器，是方式的计算核心，负责执行各种指令和任务。
⒋ GPU：图形处理器，用于处理方式上的图形和视频相关的计算任务。
⒌ RAM：随机存储器，方式用于暂时存储和运行应用程序的内存。
⒍分辨率：屏幕上的像素数目，表示屏幕显示的清晰度。
⒎摄像头：方式上用于拍摄照片和录制视频的设备。
⒏传感器：方式上用于感知环境和用户操作的装置，如加速度计、陀螺仪等。
⒐ NFC：近场通讯，一种无线通信技术，用于方式与其他设备间的近距离通信。
手机原理图
手机原理图
手机原理图是描述手机内部组成结构和工作原理的图示。
一般包括以下主要组成部分：
1.中央处理器（CPU）：负责处理手机的计算、控制和运行各种应用程序。
2.内存（RAM）：用于临时存储手机的数据和运行的应用程序。
3.存储器（ROM）：用于存储手机的操作系统、预装的应用程序和用户数据。
4.电池：提供电源给手机的各个部件。
5.显示器：用于显示手机界面和应用程序的信息。
6.触摸屏：用于用户输入和操作手机。
7.摄像头：用于拍摄照片和录制视频。
8.通信模块：包括移动通信模块（如GSM、CDMA、LTE 等）和无线局域网模块（如Wi-Fi、蓝牙等），用于手机的通信功能。
9.传感器：包括加速度传感器、陀螺仪、磁力计等，用于手机的感应和定位功能。
10.音频模块：包括扬声器、麦克风和耳机插孔，用于手机的音频功能。
以上是手机原理图的一些主要部分，不同手机品牌和型号可能有所不同，具体原理图可以参考手机的技术规格和设计图。
智能手机工作原理结构
智能手机工作原理结构
智能手机的工作原理结构主要包括以下部分：
1. 处理器：智能手机的核心部件，负责数据的计算和处理。
2. 存储器：包括随机存取存储器（RAM）和闪存存储器（ROM），用于存储手机系统和应用程序的数据。
3. 显示屏：用于显示图像和用户界面，一般采用触摸屏技术，可以通过手指在屏幕上操作。
4. 电池：为手机提供电能，一般采用锂离子电池。
5. 通信模块：用于无线通信，包括蓝牙、Wi-Fi和移动通信网络（如2G、3G、4G和5G）模块。
6. 摄像头：用于拍照和摄像，一般包括前置摄像头和后置摄像头。
7. 传感器：包括加速度传感器、陀螺仪、磁力计等，用于感测手机的方向、加速度和位置等信息。
8. GPS：用于定位和导航。
9. 麦克风和扬声器：用于录音和播放声音。
10. 连接接口：包括USB接口、耳机接口等，用于与外部设备连接。
以上是智能手机的基本工作原理结构，不同型号和品牌的智能手机可能会有一些差异和额外的功能组件。
手机主板各部分结构课件
通过内存、存储等芯片，实现 数据的存储与传输功能，如保 存照片、视频等文件。
通信功能
通过射频电路等模块，实现手 机的无线通信功能，如打电话、 上网等。
电源管理
通过电源管理模块，实现对电 池充电、电量消耗等的管理，
延长手机使用时间。
PART 02
CPU与存储器
CPU结构特点
01
02
03
CPU组成
通过引入人工智能和机器学习技术，手机主板将更加智能化，能够自动优化性能和修复故 障。
柔性主板与可穿戴设备
柔性主板技术的发展将为可穿戴设备提供更多可能性，使手机主板更加贴合人体工学。
无线充电与快速充电
无线充电和快速充电技术的普及将为手机主板带来更加便捷的充电体验。
THANKS
感谢观看
主板布局和空间 主板布局和空间限制对传感器和连接器的选型有一定影响， 如某些主板可能无法容纳大型连接器或需要采用特殊设计 的传感器。
功能需求和成本考虑
功能需求和成本考虑是选型的主要依据，需要根据实际需 求评估所需传感器和连接器的类型和数量，并综合考虑成 本因素。
PART 07
总结与展望
手机主板结构发展趋势预测
信息。
接口与插槽
提供与外部设备连接的接口， 如USB、音频接口等，以及 SIM卡、TF卡等插槽。
电源管理
负责管理电池充电、电量消耗 等电源相关功能。
射频电路
负责无线通信功能，如 2G/3G/4G/5G等通信模块。
手机主板功能与作用
数据处理
通过处理器等核心芯片，实现 手机的各种数据处理功能，如
运行应用、游戏等。
手机主板各部分结构 课件
目录
PART 01
智能手机的硬件结构与主要功能介绍
智能手机的硬件结构与主要功能介绍智能手机已经成为现代人日常生活中不可或缺的工具。
它不仅提供通信功能，还具备多种实用的应用和服务。
要了解智能手机的全貌，就需要了解其硬件结构和主要功能。
本文将对智能手机的硬件结构和主要功能进行介绍。
一、硬件结构介绍1. 屏幕智能手机的屏幕通常采用液晶显示技术，多为触摸屏，可以通过触摸来进行操作。
屏幕的大小和分辨率不同，影响了显示效果的清晰度和显示区域的大小。
2. 处理器智能手机的处理器是控制手机运行的核心，类似于电脑的中央处理器。
处理器主要有两个核心参数，即CPU的型号和运行频率，这直接影响了手机的运行速度和性能。
3. 内存内存是智能手机用来存储运行中的程序和数据的地方。
通常有运行内存（RAM）和存储内存（ROM）两种。
运行内存决定了手机可以同时运行的应用程序数量和运行的流畅性，而存储内存则用于存储用户的照片、音乐、视频等。
4. 相机智能手机几乎都配备了摄像头，用于拍摄照片和录制视频。
相机的像素和镜头质量决定了拍摄的清晰度和画质。
随着技术的不断进步，现在的智能手机相机已经可以媲美传统相机的表现。
5. 电池电池是提供电能的装置，智能手机的续航时间和使用时间受电池的容量和充电技术的影响。
随着手机功能的增加，对电池的需求也越来越高，所以电池的容量成为用户重要关注的指标。
6. 通信模块智能手机还配备了多种通信模块，包括蓝牙、Wi-Fi、移动网络等。
这些模块让手机可以实现无线通信和上网功能，极大地方便了用户的使用。
二、主要功能介绍1. 通话智能手机最基本的功能就是通话，它可以与其他手机或者座机进行语音通信。
用户可以通过智能手机与家人、朋友、同事等保持联系。
2. 短信短信是智能手机的另一种基本通信方式，用户可以通过智能手机发送和接收文字信息。
短信与通话相比，更加方便快捷，方便在不方便打电话时进行沟通。
3. 上网智能手机通过内置的移动网络模块或者Wi-Fi模块，可以进行上网浏览。
手机组成模块详细介绍PPT(56张)
睡眠时钟为手机提供计时的基准频率，不论是否开机，只要电池
有电就可起振。它供向电源管理芯片和CPU，以维持手机的时间 准确，并提供关机后的计时功能，从而支持关机闹钟。
Page 26
第1节 手机组成模块整体介绍 第2节 手机模块－射频模块介绍 第3节 手机模块－基带模块介绍 第4节 手机模块－外围电路模块介绍
芯片倍频后提供给CPU使用。
基带主芯片内部一般有两个处理器：一是ARM处理器，主要用做控制功能，
对手机的运行进行管理，比如时钟控制、电源管理、射频控制、I/O控制等； 二是DSP处理器，主要用来处理数据，完成信号处理的各种算法，比如音 频编解码、信道编解码、交织去交织、加解密等。
Page 23
第3节 手机模块－基带模块介绍
号适合在信道中传输，并保证在接收端可以正确接收。（基带之 所以得名基带是因为信号在此方框中都是低频信号。）因此它还 包含了主板上绝大部分的模块，包括存储，信令处理，手机的电 源控制，监测，和外围电路的主控等
外围部分主要完成手机和人之间的接口功能，这包含了键盘，显
示屏，喇叭和MIC ,它们协助人对手机的使用、操作。
都采用并行方式，FLASH和SDRAM共用这三类总线，通过片选信号来区 分是对哪个进行操作。
FLASH存储手机所有的数据，包括软件代码和资料，掉电后不会丢失。开
机后，首先要从FLASH中把程序和需要的资料调入SDRAM，所有的软件 都是在SDRAM中运行，掉电后数据不会被保留。
外部主时钟的频率一般较低，内核的运行频率一般较高，主时钟进入基带
Page 9
第2节 手机模块－射频模块介绍
接收机分类：
超外差二次变频
天线 第一混频 RXVCO 射频滤波器 射频滤波器 中频滤波器 第二混频 中频VCO VCO
智能手机的硬件组成部分及结构图
智能手机的硬件组成部分及结构图随着通信产业的不断发展，移动终端已经由原来单一的通话功能向语音、数据、图像、音乐和多媒体方向综合演变。
而移动终端基本上可以分成两种：一种是传统手机（featurephone）；另一种是智能手机（smartphone）。
智能手机具有传统手机的基本功能，还具有以下特点：开放的操作系统、硬件和软件可扩充性，以及支持第三方的二次开发。
相对于传统手机，智能手机以其强大的功能和便捷的操作等特点受到了入们的青睐，成为市场的一种潮流。
1.1、智能手机的整体结构智能手机可以被看作袖珍的计算机。
它有处理器、存储器、输入输出设备（键盘、显示屏、USB接口、耳机接口、摄像头等）及I/O 通道。
手机通过空中接口协议（例如GSM、CDMA、PHS等）和基站通信，既可以传输语音，也可以传输数据。
如图1所示为智能手机的外部结构。
打开手机的外壳，拆开电路板等元件，可以看清智能手机的内部结构。
图2为智能手机的内部结构。
智能手机的主电路板是手机中最重要的部件，它位于智能手机的内部，与各部件之间通过数据软线或触点相连接。
主电路板可以说是手机的核心部件，它负责手机信号的输入、输出、处理、手机信号的发送，以及整机的供电、控制等工作。
图3为智能手机主电路板。
【小知识】不同品牌的智能手机电路板的设计会有所不同，有的智能手机只有一块电路板，有的智能手机除了有主电路外，还有副电路板。
副电路板一般连接接口、摄像头等附件。
从图3中可以看出，智能手机的主电路板上安装的都是贴片元器件，排列十分紧密，并且电路板上的主要芯片都采用BGA形式焊接在电路板上。
【提示】BGA的全称是BallGridArray（球栅阵列结构的PCB），它是集成电路采用有机载板的一种封装法。
它的特点是：封装面积少；功能加大，引脚数目增多；PCB板熔焊时能自我居中，易上锡；可靠性高；电性能好，整体成本低等。
1.2、智能手机电路结构智能手机的电路是智能手机的核心，负责手机的供电、控制以及手机各种功能的实现。
智能手机硬件组成部分
智能手机硬件组成部分手机系统+CPU+GPU+ROM+RAM+外部存储器+手机屏幕+触摸屏+ 话筒+听筒+摄像头+重力感应+蓝牙+无线连接（wifi）=智能手机基本带3G网络手机系统手机也像电脑一样，有自己的操作系统，没有操作系统的手机就是一块废铁。
目前智能手机的系统主要有symbian、Linux、Palm、BlackBerry、WindowsMobile、Android、iOS（排名不分先后），想要更好的利用智能手机，就必须深入了解它。
智能手机（Smartphone)，是指“像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称”。
操作系统SymbianSymbian代表机型:诺基亚N8Symbian（中文名：塞班）是一个实时性、多任务的纯32位操作系统，具有功耗低、内存占用少等特点，非常适合手机等移动设备使用，经过不断完善，虽然在智能型手机市场取得了无比的成功，并长期居于首位，但是Symbian S60、Symbian3,UIQ等（尤其是S60）系统近两年亦遭遇到显著的发展瓶颈。
最近12个月欧洲手机公司诺基亚（Nokia）在智能手机市场市占率的滑落是不争的事实。
需要注意的是，并不是所有的Symbian系统都是智能系统，比如S40系统，就不属于智能手机系统。
支持厂商：芬兰诺基亚（日本索尼爱立信、韩国三星已宣布退出塞班阵营）Belle诺基亚600新的塞班Belle系统支持最高6个可横向切换的主屏幕，用户可以在上面随意创建、删除和拖拽Widget插件，和Android非常类似。
动态Widget可将聊天、电子邮件以及社交更新的最新信息实时在桌面展现，非常吸引人。
全新的通知查看系统也是一个亮点——下拉通知菜单中甚至包含了蓝牙、Wi-Fi、移动网络、以及声音模式的快速开关，所有通知都将在这里出现，这是Symbian系统的一个重大更新。