手機的世界 -- 零組件架構

工
作一段時間了，一定要整理一下腦袋才能知道自己懂了多少喔。

看看自己手上的筆記，回憶每天工作的內容，想要整理出一個屬於自己的東西，還真的缺少許多內化和研究的過程。廢話不多說了，要趕快變身成當初那個年少輕狂、意氣風發的『超級研究生』了！不過腦中那些零零碎碎的記憶要拼湊成我的工作拼圖，還真不容易！頭殼冒咧燒～＠＠～我就先從最簡單的手機結構開始好了，如果有什麼不對的地方還請網路上無遠弗屆的先進們給點意見囉！

『行動電話的世界』
在GSM的行動電話世界裡，手機可分類成「硬體」和「軟體」兩大部份：

硬體


1. 主動元件：

1.1 : IC元件晶片組

1.1.1 : Duplexer 雙工器(天線公用器，天線收發轉換開關)

1.1.2 : PA (Power Amplifier)功率放大器

1.1.3 : PLL 數位迴路鎖定器

1.1.4 : LAL (Low Noise Amplifier)低雜訊放大器

1.1.5 : Mixer 混頻器

1.1.6 : Frequency Synthesizer 頻率合成器

1.1.7 : DSP (Digital Signal Processor)

1.1.8 : MCU 微控制器

1.1.9 : Memory (ERROM, SRAM, FLASH)

1.2 : LED

1.3 : LCM (LCD and IC driver)

1.4 : VCO (壓控震盪器)

什麽是DSP？
數位訊號處理器(Digital Signal Processor，DSP)，一種功能強大且非常快速的微處理器，其特性在於能夠即時處理數位訊號，以便為連續的類比訊號進行測量或濾波。在進行數位訊號處理之前必須先透過類 比數位轉換器(ADC)將訊號從類比轉換成數位；而數位訊號處理的輸出則再透過數位類比轉換器(DAC)變換為類比訊號輸出。相較於一般的微處理器或類比 訊號處理設備而言，數位訊號處理技術與設備具備彈性化、精確、抗干擾強、設備尺寸小、造價低與速度快等優勢。

什麽是MCU？
微控制器(Micro-controller Unit，MCU)是把中央處理器、記憶體、定時/計數器、輸入輸出介面都整合在一塊晶片上的微型電腦。與應用在個人電腦中的通用型微處理器相比，它更強調不用外接硬體和節約成本。它的最大優點是體積小，可放在儀表內部，且由於記憶體容量小，輸入輸出介面簡單，功能較低，但其發展非常迅速，可應用於多種領域。

2. 被動元件：

2.1 : Capacitor

2.2 : Resister

2.3 : Inductor

2.4 : Filter (SAW Filter、LC Filter)

3. 機構元件：

3.1 : PCB

3.2 : Connector

3.3 : T/R Switch收發開關

4. 功能元件：

4.1 : SIM Card

4.2 : SD Card

4.3 : Battery

4.4 : Speaker

4.5 : Microphone

4.6 : Receiver

4.7 : Vibrator Buzzer

4.8 : 天線

5. 其他：

5.1 : Shielding Case

5.2 : Keypad

5.3 : 電池充電器

軟體


1. 使用者介面(Main Machine Interface: MMI)
2. 手機的作業系統
3. 資料堆疊通訊協定(Protocol Stack)

沒錯！就是這麼多東西整合在我們那隻小小的手機上，所以若是要把GPS、MP3、網路電視等更炫的功能整合起來，那就必須多一些IC元件晶片組來提供這樣的功能，所以手機當然會變比較大隻了！不過也不用擔心，聰明愛賺錢的科學家和商人早就想到了SoC！這樣就可以把更多的東西放到更小的晶片裡面！

什麽是SoC？
系統單晶片(System-on-a-chip，SoC)是將電腦的一部分，或是加上部份的電路，放入一顆晶片內。這顆晶片會包含數位電路、類比電路、混合訊號及射頻電路在內。包含在其中的應用程式通常會稱為嵌入式系統。假如無法將所有的功能放入SoC內，可採用另一種選擇─系統級封裝(System in package，SiP)，這是將數顆晶片放置於單一晶片封裝中。

當然，看了上面這麼多的專有名詞一定都頭暈眼花了吧！我也一樣，如果有時間我在一項一項補充上來囉！


『原始的手機結構』
下方這張圖就是最原始、最基本的手機結構。最原始的手機結構包括 基頻(Digital BaseBand)、中頻(Intermediate Frequency : IF)、射頻(Radio Frequency : RF)三個部分。RF最主要的功用就是傳送以及接受訊號，IF就是將訊號做到數位/類比的切換，然後送到基頻中。而基頻的主要功能有語音訊息解碼、錯誤更正的解碼、資料加密、解調變、頻道等化，以及人機介面控制、通訊協定管理等等。

但是日新月異的科技，目前的中頻多被整合到基頻或是射頻中囉！如我之前所說的，現在的手機已經不再只是單單的通話工具，多媒體的功能已經是基本配備之一，所以你拿的手機上是如果能聽MP3或照相那肯定是有多了一顆多媒體處理晶片，一般多媒體的功能就是指MP3 Codec、Camera Module IC、MPEG4等功能，當然也有baseband或是RF的平台將它整合在一起了，所以BB元件就是手機裡面很重要的一顆心臟，當然也是成本比例佔最大的元件！大家最熟悉的聯發科就是專門在開發各類型這顆小心臟的公司囉，另外也有部分的Solution是將IF整合到RF Transceiver，因此不同的整合設計和架構都會影響到整隻手機的效益。



『行動電話的運作』
行動電話怎麼運作的呢？簡單的描述是當天線接受到訊號後，會將接受到的RF訊號降頻、並將類比訊號轉換成基頻數位訊號，而後進入基頻電路作解碼、解調變的動作，最後再將數位訊號轉換成耳朵可辨識的聲頻由揚聲器送出，當然其中還有很複雜的語音訊息解碼、資料加密、人機介面控制、通訊協定管理等等，才會發揮它完整的功能囉。

下課囉！大家是不是都睡著了？該起床囉！ ^ ^||

行動電話用電子零組件之現況與趨勢, ITIS
消費性IC設計產業之發展概況, 亞東證券投資顧問股份有限公司
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