手機硬件詳細(xì)設(shè)計報告

關(guān)鍵詞：LTE、TDD、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、GSM、BT、WLAN、GPS

摘要：本文檔為手機單板詳細(xì)設(shè)計文檔說明，對單板功能實現(xiàn)的方法、單板結(jié)構(gòu)、加工工藝等方面進行詳細(xì)描述

縮略語清單：

AP:Application Processor 應(yīng)用處理器

Quad-core:四核；

NEON:NEON 技術(shù)是64/128 位單指令多數(shù)據(jù)流（SIMD）指令集，用于新一代媒體和信號處

理應(yīng)用加速。NEON 技術(shù)下執(zhí)行MP3 音頻解碼器，CPU 頻率可低于10 兆赫；運行GSM AMR

語音數(shù)字編解碼器，CPU 頻率僅為13 兆赫。新技術(shù)包含指令集、獨立的寄存器及可獨立的

執(zhí)行硬件。NEON 支持8 位、16 位、32 位、64 位整數(shù)及單精度浮點SIMD 操作，以進行

音頻/視頻、圖像和游戲處理。

DVFS：Dynamic voltage and frequency scaling，即根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)整電壓和開關(guān)電源的頻率

LPDDR2/3:Low Power Double Data Rate 2/3 代；

EMMC：Embedded Multi-Media Card

SDIO：Secure Digital Input and Output Card，SD IO SD 卡的接口

OTG:On The Go，簡單來說就是把手機當(dāng)主機，可以外接U 盤等；

LDO:Low Drop Output,低壓降電源；

BUCK:降壓DC-DC；

Core Power：給ARM 內(nèi)核供電的電壓；

UART：Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用異步收發(fā)器。它只需要兩個

線，分別是Sout 和Sin。在手機上就是com 口，也就是TX he RX，工作的時候兩條信號線

都是高電平；

USB：Universal Serial Bus;

ZIF: Zero Intermediate Frequency 零中頻；

PCM:Pulse Coded Modulation;

GPIO: General Purpose Input/Output;

CCK:complementary Code Keying 補碼鍵控；

GSM:Global System Mobile 全球移動通信系統(tǒng)

GPRS：General Packet Radio Service；

EDGE:EGPRS,Enhanced GPRS

CMMB：China Mobile Multimedia Broadcasting；

VCO：Voltage-Controlled Oscillator

1,概述

1.1 項目背景

X8 項目是一款中端LTE 項目，平臺：MT6732,頻段900/1800；TD 2 頻

（1900/2100）+TDD38、39、40\CSFB；LCD：720P，camera 前500 后

后800W(兼容1300W)；CSFB: Circuit Switch Fall Back,上網(wǎng)用4G，打電話用2G

1.1.1 X8 對應(yīng)的硬件單板名稱和版本號

1.1.2 ID 效果圖、工藝圖、堆疊示意圖

架構(gòu)特點：1）半截板，主板雙面布件；2）接近光/環(huán)境光傳感器SMT 到FPC 上，F(xiàn)PC 通過

ZIF 座與主板相連，開機鍵/音量鍵FPC 通過6PIN 焊盤刷焊；3) 大小版通過FPC 連接，主板

和副板的天線部分通過射頻連接線連接。

1.2 手機功能描述

手機功能描述

手機功能描述

手機功能描述

1.3 手機運行環(huán)境說明

X8 手機允許工作溫度范圍為-10~45°，允許的存儲溫度范圍為-20~70°

1.4 重要性能指標(biāo)

手機射頻指標(biāo)

手機射頻指標(biāo)

2，手機各組成部分詳細(xì)說明

2.1 手機的系統(tǒng)框圖

手機功能框圖

2.2手機硬件設(shè)計

2.2.1平臺信息

平臺信息

2.2.2 軟硬件接口文檔

附文檔（GPIO 說明文檔）

2.2.3 關(guān)鍵器件信息

2.3 基帶功能模塊設(shè)計

2.3.1Memory

器件選型，只以EMCP為例

實現(xiàn)方案（eMMC，DDR，mcp，eMCP，POP 等）

本項目實現(xiàn)的方式是：eMCP：eMMC+LPDDR3

解釋：mcp：nand flash+DDR

POP：Package ON Package

關(guān)鍵特性

上電時序

emmc 兩個電源Vcc 和Vccq,Vcc 要求上電時間小于35ms，VCCQ 的上電時間小于25ms，兩者下電時間盡量同步；

Supply for 3.3V <35ms

1.8V<25ms

1.2V<20ms

LPDDR3 要求所有電源（VDD1，VDD2，VDDCA，VDDQ）上電時間不大于20ms，下電無要求LPDDR3 的VREF 濾波電容不能太大，否則20ms 內(nèi)完不成上電；

信號完整性SI

eMMC CLK 需要串一個幾十歐姆（33ohm??）的電阻，以實現(xiàn)阻抗配合

LPDDR3 差分信號CLK+/-,DQS0+/-,...,DQS3+/-走差分線

電源完整性：

做電源PDN 仿真

2.3.2 PMU

實現(xiàn)方案

1 充電：通過MT6325 直接控制充電

2 給系統(tǒng)供電：

X 個DCDC， X 個LDO

支持DVFS，可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載情況，動態(tài)調(diào)整DC/DC 輸出(0.7~1.4V)

3,復(fù)位/控制

4,電流源：5 路，可以做鍵盤燈，指示燈

Audio PA

關(guān)鍵特性：DC/DC

電感選型：通流能力，超過DCDC 最大輸出電流的1.2 倍(80%降額使用)

低直流阻抗

單點接地：DCDC 地接一起后，單點接地，防止對其他電源的干擾

PCB：接地寬度（過孔）要注意過流能力

開機過程：按開機鍵，插充電器，鬧鐘RTC 喚醒：

開機流程圖

2.3.3 充電

1） 實現(xiàn)方案：預(yù)充電、涓流、恒流、恒壓

電池內(nèi)阻：<110mohm，內(nèi)阻是電池的固定屬性，與電池電量大小無關(guān)，用電池測試儀測試。

2） 電池溫度檢測

2.3.4 電量計模式

電量計：Gauge

信號腳：CS_N,CS_P

電量計是綜合考量時間與電流的乘積，從而計算出電池當(dāng)前的容量，既可以計算充電狀態(tài)下的電池用量，也可以計算使用狀態(tài)下的電池用量，具有雙向統(tǒng)計的功能。

2.3.5電池接口

Vbat GND 溫度檢測腳

防護電路：ESD:VBAT ID NTC 加TVS 管

EMC：VBAT、ID、NTC 并聯(lián)nF 和pF 級電容，防止對天線靈敏度造成干擾；

過壓防護：VBAT 加穩(wěn)壓管(一般為最大電壓值乘以1.2)

PS.穩(wěn)壓管和TVS 管的區(qū)別；

1， 穩(wěn)壓管能夠鉗制電壓在固定的值，而TVS 管限制電壓在擊穿電壓VB 和最大鉗制VC 之間

其中VR 稱為最大轉(zhuǎn)折電壓，是反向擊穿之前的臨界電壓。VB 是擊穿電壓，其對

應(yīng)的反向電流IT 一般取值為1 mA。VC 是最大箝位電壓，當(dāng)TVS 管中流過的峰值電流

為IPP 的大電流時，管子兩端電壓就不再上升了。因此TVS 管能夠始終把被保護的器

件或設(shè)備的端口電壓限制在VB～VC 的有效區(qū)內(nèi)。與穩(wěn)壓管不同的是，IPP 的數(shù)值可達(dá)

數(shù)百安培，而箝位響應(yīng)時間僅為1×10-12s。TVS 的最大允許脈沖功率為Pmax=VC*IPP，

且在給定最大鉗位電壓下，功耗PM 越大，其浪涌電流的承受能力越大。

2.3.6 TP

TP 對上電順序無特別要求

靠近TP 連接器

靠近PMU

注意I2C總線和中斷腳都要上拉。

TP 所有的信號腳都需要加TVS 防護管；推薦型號：

2.3.7 LCD

MIPI CLK 計算方式：分辨率*3（RGB 燈的個數(shù)）*色彩位數(shù)*刷新率/數(shù)據(jù)通道數(shù)量/2

比如：1080p 的屏，按照60Hz 的數(shù)據(jù)刷新率，需要的時鐘頻率是：

1920*1080*3*8*60/4/2=373.248MHz

由于會有控制數(shù)據(jù)需要傳送，所以一般LCD 的時鐘會需要增加10%，也就是

373.248MHz*1.1=410.5728MHz

LCD 色彩數(shù)目計算方式：2^8*2^8*2^8(8 為每種顏色的表現(xiàn)位數(shù))=16.5M

2.3.8 Camera

MIPI CLK 的計算公式：分辨率*采樣深度*采樣率/通道數(shù)量/2

后置攝像頭：1080P 的錄像所需的時鐘頻率是：1920*1080*10bit*30fps/4/2=77.76MHz

前置攝像頭：1080P 的錄像所需的時鐘頻率是：1920*1080*10bit*28fps/2/2=145.15MHz

MCLK PCLK 預(yù)留RC 做阻抗匹配，保證信號完整性。

2.3.9 音頻方案（含耳機及接口，雙mic降噪）-

聽筒電路中磁珠為EMI器件，一般選擇60ohm,120ohm和75ohm@100MHZ

33pF為旁路電容

用于聽筒EMI的電容

2.3.10馬達(dá)

馬達(dá)電路

2.3.11 HDMI/MHL

無

2.3.12 USB接口

在副板上

2.3.13 SIM卡

1，電源：SIM1_VCC是SIM卡1的專用電源，其中1uF的電容為去耦電容，33pF為高頻旁路電容。

SIM VCC電源

2， 所有的非地管腳均需加TVS 管防護靜電。

TVS 管推薦型號：

ON：ESD5V3L1B-02LS

Infineon：ESD5481MUT5G

Diodes：D5V0L1b2lp3-7&1；

Semtech：UCLAMP0541Z.TNT

防護電路

SIM卡插入和拔出中斷需要上拉：

中斷腳需要上拉

2.3.14 T卡

T卡和SIM2連接器二合一。

T卡和SIM卡而合一卡座

VDD需要加一個4.7uF的陶瓷電容去耦加穩(wěn)壓；CLK腳和數(shù)據(jù)腳需要串聯(lián)30R做阻抗匹配；

2.3.15 GPS/BT/WIFI/FM

主處理芯片為MT6625L，本項目GPS和WIFI頻段信息如下：GPS：1575.42 MHz，WIFI支持2.4G和5G兩種載頻。但天線是用一個，因此，需要一個三工器以保證GPS和WIFI都能正常工作。

GPS/WIFI合路器

其中RF_WBT表示W(wǎng)IFI和藍(lán)牙的2.4GHz頻段，RF_WF_5G表示W(wǎng)IFI的5GHz頻段。GPS_RF_LNA表示GPS接收信號，顧名思義，這個信號是要接到LNA上去的。

用于天線防護的TVS管，結(jié)電容<0.5pF

天線端需要加一個TVS管防止靜電從天線端引入，這個管子注意結(jié)電容一定要小，推薦小于0.5pF。

測試座

這里做了測試座子的兼容設(shè)計，入網(wǎng)的板子貼這個RF connector,正式量產(chǎn)的板子不貼這個射頻座子。

MT6625L和CPU接口是IQ信號。

WIFI/BT/GPS IQ信號

2.3.16 NFC

2.3.17 CMMB

2.3.18 按鍵

2.3.19 加速度傳感器

2.3.20 指南針傳感器

2.3.21 環(huán)境光和接近光傳感器

2.3.22 三色燈

三色燈電路

2.3.23 Hall IC功能

2.3.24 晶體/晶振

32.768K 慢時鐘，時間時鐘；由主電池或者后備電池的情況下會立刻起振；

26M 快時鐘，邏輯時鐘。Layout注意：1，走線短，線寬8-12mil，包地；2，GND的處理，避空處理；混頻的源頭。原則上晶體和晶振只能給一個負(fù)載提供時鐘信號。在進入開機流程才會起振。

晶振電路