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手機的雛形十分類似于對講機, 早出現在20世紀40年代,曾在第二次世界大戰用于軍事通話,是后來的“大哥大”的前身。哪個時候還沒有手機軟件的概念,手機上也沒有任何增值的服務。后來手機逐漸從軍用轉為商用`民用,隨著手機用戶需求的不斷擴充,手機幾其軟件技術也不斷發生著變化。“手機軟件”對絕大多數人來說,是一個陌生的字眼。其實他造就存在于我們的手機中。有沒有想過,我們手機中各式各樣的游戲實際上就是一個個小小的軟件!甚至,簡單的查詢一個電話號碼,也依*軟件來實現。現在網上就有許多下載手機軟件的地方,這些軟件花樣繁多,功能不一,可以滿足我們同的需求。首先,我們可以通過軟件來設定手機的開幾或待機的界面,相信你一定看過一些手機的顯示屏上有一些好看的圖片或著是自己的名字,這都是軟件的功勞;其次,你可以下載一些游戲軟件來豐富手機中的游戲;聽慣了一成不變的鈴聲,你一定想別出心裁的加進你喜愛的音樂吧!沒問題,時尚化手機音樂編輯軟件可以幫你實現這個夢想。當你自己編輯的鈴聲引得別人側耳時,你是否也有一點小小的成就感呢?軟件在手機中的作用不僅僅是這些,以上只是為應有層服務的,真正技術的飛躍還是要從地層做起。現在,就有許多手幾制造廠商以及軟件提供商上在做這方面的研究。我們作為維修人員,當然好應該知道許多寫字庫軟件`解鎖軟件`升級軟件等,這些軟件都是針對不同品牌的手機服務的。手機軟件技術也可按技術含量高低分為三層:技術含量低的是人機界面軟件,稍高一些的是接口軟件和模塊軟件, 高的是基礎通信軟件。 。 第一次層次是OperatingSystem(OS,操作系統),主要與RF(射頻信號)芯片進行溝通與指令處理,它基于一些基礎的網絡協議(如GSM`GPRS或CDMA`WCDMA)等; 第二層次是內置的手機本地應用,例如電話薄`短信息等內容,更為重要的是,再一些手機上已經集成J2ME的開發平臺,即它可以運行第三方開發的應用程序; 第三次是在J2ME平臺上開發的一些Kjava平臺上開發的一些Kjava應用程序(如各種游戲`圖片瀏覽等),還有一些API的借口函數,可以同外部的PC通過線纜進行數據串送,也可以通過無線方式與外界的應用服務提供商進行傳遞數據。 目前,各種各樣的多媒體應用已經成為高端手機功能的賣點,手幾開始與PDA相融合,也開始告別話音時代走向移動辦公。現代新手機具體功能的擴展,體現在以下方面: .交互性;在當前的手機交互界面的設計中,動畫與圖案都被引入界面設計,這在早期幾乎是看不到的。 .個人助理及娛樂功能;個人助理指電話本`名片夾`日歷`日程表`鬧鐘`聲控撥號`錄音等功能;娛樂功能體現在MP3播放功能`FM調頻收音機功能`游戲等。 .軟件可擴展性;在手機上裝載KVM,解釋JAVA程序,用于括寬應用軟件的來源,同時也可以方便用戶自己增刪一些較簡單的附加功能。 手機的軟件就是放在邏輯系統里,而邏輯系統基本上是由一個單片機系統組成的。 眾所周知,GSM手機邏輯系統的核心元件是中央處理器,大家把它叫CPU。它具有數字信號處理器(DSP)與微控制(MCU)的功能。 CPU是根據指令來工作的。一連串的指令集組成了一個完整的(CPU)工作程序,程序的運行與計算機往往還需要相關的數據參數,比如:射頻控制參數,括頻率和成器參數`接受參數`發射參數`功率控制參數等;邏輯控制,括顯示參數`語言參數`串號`電池門限參數`放大器增益參數;而軟件就是控制程序和工作數據參數的總和。 在電子學中,單片微型計算機(One Chip Microcomputer)就是是微型控制器,簡稱單片機。單片的含義是這種微型計算機中只有一塊主芯片(集成電路)。由于單片微型計算機的設計充分考慮了控制上的需要,它具有獨立的硬件結構`指令系統和多種輸入/輸出功能的設計充分考慮了控制上的需要,它具有獨立的硬件結構`指令系統和多種輸入/輸出功能,提供了十分有效的控制功能,所以稱之微控制器。 微控制器作為微型計算機的一個重要分支,應用非常廣泛,發展速度也很快,現代凡含有數字電路的家用電器中,括移動電話幾乎都不少不了微控制器。 微控制器在一塊芯片(集成電路)上集成了中央處理器(CPU),儲蓄器(RAM,ROM或EPROM)和各種輸入/輸出接口,定時器,A/D,D/A轉換接口等點路,它是一塊大規模集成電路。由于它具有許多使用于的指令及硬件支持廣泛用于移動通信的控制系統中。 微控制器用于各種移動通信產品的集體電路(硬件)是有所不同的,但是它們的基本組成相同, 大的不同就是軟件設計不同。具體到手機的電路中,由于單片集中的CPU,儲存器等并不是集成到一塊芯片上,而是獨立分開的,所以手機中的邏輯部分并非電子學上傳同意義上的由一塊單片機構成,而是能稱之一個系統,所以我們說手機的核心部件是一個單片機系統。 手機中一個 基本的單片機系統主要由下列幾部分組成: 1 CPU(中央處理器):這是手機單片機系統核心。 2 儲存器:括兩個部分,一個ROM,它是來存儲程序;二是RAM,它是來儲存數據。ROM和RAM兩鐘儲存器是有所不同的。 3 輸入/輸出(I/O)接口:這一接口電路分為兩種:一是并行輸入/輸出接口;二是串行輸入/輸出接口。這兩種接口電路結構不同,對信息的傳輸方式也不同。 4 定時器/計數器:單片機的許多應用中,往往需要進行精確的定時并產生方波信號,這要由定時器/計數器電路來完成。 5 時鐘系統:手機中常見是13MHz和好32.768kHz. 微處理器的上述五個基本部件電路之間通過地址總線(AB),數據總線(DB)和控制總線(CB)連接在一起,再通過輸出/輸入接口把手機整個單片機系統與外部電路聯系起來。 手機的單片機系統是由一個中央處理器(CPU),程序存儲器(ROM),數據存儲器(RAM),輸出輸入接口(I/O)和總線(BUS)等構成的既相互獨立又緊密聯系的完整的系統。 單片機系統是整部手機的指揮中心,CPU就是總指揮,是單片機系統的處理核心,它相當于人的大腦,對手機進行射頻部分控制(括接收,發射及頻率合成器),控制關機,控制鍵盤,控制顯示,其它集成電路的控制及相互之間的數據傳送。單片機系統所有操作動作指令的接收和指令的執行,各種控制功能,輔助功能等都在CPU的管理下進行,同時,CPU還要擔任各種運算工作。通俗的講,CPU相當于“人腦”和“算盤”的作用,其中“人腦”用來指揮單片機系統的各項工作,“算盤”則用來進行各種數據的運算。所以,在手機中,CPU起著指揮中心的作用,在工作過程中,CPU發出各控制指令,使整個單片機系統在處理過程中能自動地,協調一致的進行。隨著單片機技術的發展,手機控制用的單片機從以前的8位機發展到現在的16位機,8位機(有8條數據總線D0-D7)應用在很早已前的機型如愛立信398`788;諾基亞2110;摩托羅拉的7200`7500等。而現在的手機大多數都是16位機(共有16條數據總線D0-D7),如摩托羅拉V998,V60/V66`V70;諾基亞8210/8250`3310,3330,三星N628,T208等等的新機型手機均是,相對8機來說,16位機可以完成更多的功能,如:中文輸入,WAP上網,語音功能等. 手機的軟件就是放在邏輯系統里,而邏輯系統基本上是由一個單片機系統組成的。 眾所周知,GSM手機邏輯系統的核心元件是中央處理器,大家把它叫CPU。它具有數字信號處理器(DSP)與微控制(MCU)的功能。 CPU是根據指令來工作的。一連串的指令集組成了一個完整的(CPU)工作程序,程序的運行與計算機往往還需要相關的數據參數,比如:射頻控制參數,括頻率和成器參數`接受參數`發射參數`功率控制參數等;邏輯控制,括顯示參數`語言參數`串號`電池門限參數`放大器增益參數;而軟件就是控制程序和工作數據參數的總和。 在電子學中,單片微型計算機(One Chip Microcomputer)就是是微型控制器,簡稱單片機。單片的含義是這種微型計算機中只有一塊主芯片(集成電路)。由于單片微型計算機的設計充分考慮了控制上的需要,它具有獨立的硬件結構`指令系統和多種輸入/輸出功能的設計充分考慮了控制上的需要,它具有獨立的硬件結構`指令系統和多種輸入/輸出功能,提供了十分有效的控制功能,所以稱之微控制器. 微控制器作為微型計算機的一個重要分支,應用非常廣泛,發展速度也很快,現代凡含有數字電路的家用電器中,括移動電話幾乎都不少不了微控制器。 微控制器在一塊芯片(集成電路)上集成了中央處理器(CPU),儲蓄器(RAM,ROM或EPROM)和各種輸入/輸出接口,定時器,A/D,D/A轉換接口等點路,它是一塊大規模集成電路。由于它具有許多使用于的指令及硬件支持廣泛用于移動通信的控制系統中。 微控制器用于各種移動通信產品的集體電路(硬件)是有所不同的,但是它們的基本組成相同, 大的不同就是軟件設計不同。具體到手機的電路中,由于單片集中的CPU,儲存器等并不是集成到一塊芯片上,而是獨立分開的,所以手機中的邏輯部分并非電子學上傳同意義上的由一塊單片機構成,而是能稱之一個系統,所以我們說手機的核心部件是一個單片機系統。 1 CPU的功能 CPU是手機的核心部分,各部分功能如下: 1信道遍解碼交織,反交織,加密,解密。 2控制處理器系統括:16位控制處理器,并行和串行顯示接口,鍵盤接口,EEPROM接口,存儲器接口,SIM卡接口,通用系統連接接口,與無線部分,的接口控制,對背光進行可遍程控制實時時鐘產生與電池檢測及芯片的接口控制等。 3數字信號處理:16位數字信號處理與ROM結合的增強型全速率語音編碼,DTMF和呼叫鈴音發生器等。 4對射頻電路部分的電源控制。 2 內部結構 CPU內部由三大部分組成:一是運算器,想當于一個“鍵盤 ”;而是寄存器,相當是“紙張”;三是控制器,相當是“人腦”。 3 外部電路 CPU內部個部件之間及CPU與外部邏輯部件之間交換和傳輸信息是有三條公共線(BUS),地址總線(DB),控制總線(CB)來完成的。在看手機的邏輯電路時,應重點注意各種控制信號,邏輯電路提供的射頻控制信號。如:接收啟動控制信號(RXCN或RXEN),發射機啟動控制信號(TXON或TXEN),頻率合成控制信號(SYN-EN,SYNDAT,SRNCLK)等。 在看不同廠家的手機電路時,應注意一些控制信號的名稱可能不同,如射功率控制信號在諾基亞電路中被稱為TXC;而摩托羅拉手機電路中則是PAC或AOC;在愛立信手機電路中為PWRLEV等。 4 工作條件 1),供電(VCORE CPU);),時鐘(CLK clock); 3), 復位(RST reset)。 1) CPU的內部和外部通過三種總線與各部件之間進行聯系,它們是地址總線,數據總線和控制總線。地址總線用來傳送地址信息,它是一種單向傳輸總線,地址總線在三種總線中的數目 多,通常地址總線用A x x表示;數據總線是用來傳送數據的總線,它是一種雙向總線,它可用來傳送CPU的輸出數據,也可用來向CPU傳送數據,一般情況下數據總線數目較多,常用D x x表示;控制總線用來傳送控制信息,它是一種單傳輸總線,對于CPU來講,控制總線所傳送的控制信號有的是輸入信號,控制總線的數目要少些,通常用C x x表示。 手機單片機系統中的總線是由許許多多部件所共用的,各部件通過三態門掛在總線上。三態門有一個高阻狀態,與總線脫離,此時對總線而言它就不是一個負載。正是由于三態門的著一特點,可以使許許多多部件同時掛在總線上而不使總線過載。總線在某一時刻只被一對部件使用(即總線一端接的是信號源部件,另一端接的是信號接收部件),在另一時刻總線又被另一對部件使用,這種由部件輪流使用總線的方法稱為分時. 手機由于功能很多,軟件復雜,存儲容量大,所以CPU需要有兩個存儲器為其存放手機軟件,那就是版本(Flash ROM)和碼片(EEPROM),它們如同檔案館,又如同大倉庫,我們叫存儲單元內,分門別類的存放著各種資料,參數,表格和程序,為了方便地找到么每一個存儲內容,每個小單元的地址都有二進制代碼表示地址碼,像門牌號一樣,CPU要發出地址信息就是通過AB去訪問格小單元。 存儲器的分類如表2-2-3所示,EEPROM,FLASH等均是非易失性器件,非易失性存儲器 大的特色是在當電源關閉后,原先儲存在內的資料,仍能夠持續被保存,且可以被重復抹除修改;而其中的FLASH更是已成為僅次于DRAM的全球第二大存儲器市場。比較二者的差異,可以發現FLASH的前景更被看好,主要的原因在于不同容量密度,設計架構的FLASH產品,在市場上各有不同的應用及區域,集中度及相互潛代性皆較低。 (一),電可擦可寫可編程存儲器(EEPROM electrically erasbi programmable) EEPROM是一塊存儲器,俗稱“碼片”,二進制代碼的形式存儲著手機的資料,它存儲的是: 1) , 手機的機身碼; 2) ,檢測程序,如:電池檢測,顯示電壓檢測等; 3) ,各種表格,如:功率控制(PC),數模轉換(DAC) 自動增益控制(AGC)自動頻率控制(AFC)等; 4) ,手機的隨機資料,可隨時存取和更改,如電話號碼菜單設定等。 其中,碼片中存儲的一些系統可調節的參數,對生產廠家來說存儲的是手機調試的各種工作參數及與維修相關的參數如電池門限,輸出功率表話機鎖,網絡鎖寫;對于手機用戶來說存貯的是電話號碼本,語音記事本及各種保密選項如個人保密碼,以及手機本身(串號)等等。手機在出廠前都要上調校臺對手機的各種工作進行調試,以使手機工作在 佳狀態。調試的結果就存在碼片里,所以在不是在很必要的情況下不要去重寫碼片,以免降低手機的性能。 碼片的分類: 1) ,按數據傳輸方式分: 1采用并行數據傳輸的并行碼片:采用此種碼片的手機都是一些較早期的手機如諾基亞8810 ,3810,摩托羅拉8700,328,928等手機,型號如28C64等,由于并行,碼片的數據線較多,不便于小型化,故現在手機中大多都不采用了。 采用傳行數據傳輸的傳行碼片:采用此種碼片的手機比比借是:如三星N288 ,A288 ,T108 ,T408等等。型號有:24C16 24C32 24C256 24C512等。 2) 按管腳數分: 1 28腳碼片,也就是并行碼片了。 2 8腳碼片,也就是傳行碼片,8腳碼片又分大8腳(即管腳間有大小之分)。串口碼主要由I2C總線與外界電路進行通訊,其中SDA為串行數據線,主要負責數據的傳輸工作,SCL為串行時鐘線,主要負責傳輸數據的同步工作。此外還有WP ,A1 ,GND腳。碼片出現故障可分兩種情況:一是碼片本身硬件損壞;二是內部存儲的數據丟失。兩種情況中以后者為常見,常出線“手機被(Phone Locked)” , “聯系服務商” (CONTACTSERVICE) , 顯示黑屏甚至不開機故障。硬件故障。硬件故障的“聯系服務商” 是三星系列手機的經典故障, 多是由于三星的尾插進水導致保護元件擊穿進而拉低SDA和SCL線的電壓,使CPU 不能正常讀取碼片資料而引發故障,維修時一般把保護元件拆除即可! 3) 按封裝形式分:TSOP28 TSSOP8 SO8 BGA8等。 3) 按容量分:128B,256B,512B,1KB,2KB······128B(24C1024)。 下面來說一下碼片的管腳功能,現在以AT系列的碼片進行簡介 目前,隨著集程度的增加,碼片已快被“吃掉” ,不在單獨存在(還存在的多為8腳碼片),如V988+碼片被集成在CPU內,而V988++碼片集成再版內。進期手機還 單獨保留碼片的有三星手機,如A100 A188(24C56) 2200 2400 A288 (24C256) N628(25C521) N188(24C256)及愛立信t18 t28等flashROM為閃速只讀存儲器,有是又稱flash,俗稱版本字庫。 它以代碼的形式裝載了手機的基本程序和各種功能程序。至今字庫這個名詞概念混 ,很不清楚,到底字庫是什么呢?實際上我們可以這樣區分,把它們分開叫比較易懂一些。字庫一般可以分別叫程序存儲器(稱程序)和漢字庫存儲器(字存),那為什么人家不這樣叫呢?這是因為先前手機設計時把漢字庫作為一個存儲芯片焊接在手機上,程序存儲器版本也作為另一個存儲焊接再手機上,而后來發展到把程序和字寸復合在一起,所以我們稱之為字庫罷了。字庫的容量要比碼片的容量大的多,常見的有32M 64及128M等。 字庫在手機的作用很大,地位非常重要,具體作用如下: 1 儲存主機主程序 2 儲存字庫信息 3 儲存網絡信息 4 儲存錄音 5 存儲加密信息 6 存儲序列號(IMEI碼) 7 儲存操作系統 FLASH按工作電壓可分為:5V 3.3V 1.8V 0.9V等幾種。按其數據總線寬度可以分為8位數據總線寬度,16位數據總線寬度兩種;按其總線和數據總線分離,低16位地址總線和數據總線合并,地址總線和數據總線合并三種;按其扇區分布可分為TOP BOTTOM兩種;其封裝形式具體有TSOP40 TSOP48 FBGA48 UBGA56 FBGA72 BGA80 BGA69 等等。根據其封裝形式字庫可分為二大類,第一是比教長見。第二類是BGA封裝形式的,這種字庫用在近期生產的各種手機上,如摩托羅拉V998,諾基亞3210以及愛立信T28等手機。按其腳管的多少,手機的字庫又可以分為以下兩大類:一類為40腳的字庫(如型號28F004,28F008);另一類為48腳的字庫(如型號28F800,28F160 F160等)。 字庫的工作流程比較復雜:當手機開機時,CPU便傳出一個復位信號REST經字庫,使系統復位。再待CPU把字庫的讀寫端 ,片選端選端后,CPU就可以從字庫內取出指令,在CPU里運算,譯碼,輸出各部分協調的工作命令,從而完成各自功能。 字庫(FLASH)程序儲存器的軟件資料是通過數據交換端,地址交換端與微處理器進行通訊的。CE(CS)端為字庫片選端,OE端為讀允許端,REST端為系統復位端,這四個控制端分別者是由CPU加以控制。如果字庫的地址有誤或未選通,都將導致手機不正常工作,通常表現為不開機,顯示字符錯亂等故障現象。由于字庫可以用來擦除,所以當出現數據丟失時可以用編程器或免拆機維修儀重新寫入。和頁碼一樣,字庫本身也可能回損壞(既硬件故障),如果是硬件出現故障的話,就要重新更換字庫。 字庫其 大的特點是可擦寫(即可編程),器件相對與以往的EPROM程序存儲器而言, 大的優點是可以在系統編程(ISP-InsystemProgmmable),對于這種IAP技術簡單點就是指電路版上的空白器件可以編程寫入 終用戶代碼,而不需要從電路版上取下器件,已經編程的器件也可以用ISP方式擦除或在編程。一般通用做法是內部的存儲器可以由上位機的軟件通過串口來進行改寫。對于單片機來將通過SPI或其它的串行接受上位機的數據并寫入存儲器中。所以即使我們將芯片焊接在電路版上,只要留出和上位機接口的這個串口,就可以實現芯片存儲器的改寫,而無須在取下芯片。說的通俗點,就是不用把字庫從手機上拆下來,就可以用電腦配合傳輸線擦寫字庫,但不同的手機需要配合不同的工具軟件來完成ISP(在系統可編程)。 隨著手機功能的越來越多,手機的工作程序也越來越大,相應的手機的字庫容量也越來越大。例如摩托羅拉328英文手機的字庫型號為28F800,容量為1M字節,尋址線寬A0-A18共19條地址線。到了摩托羅拉V988的時候,尋址線寬A0-A19共20條地址線。而V988++的字庫型號為28F320,容量為4M字節,尋地線寬A0-A20共20條地址線。由于上面的例子可以看出,字庫的地址總線的線寬是隨字庫容量的增加的,每多出一條高位地址線,則字庫的容量增加一倍。 1 新型的FLASH,例如320C3B等,在常規存儲區域后面還有128Bit的特殊加密,其中前64Bit(8字節)是唯一器件碼(64BitUniqueDeviceIdentifier),每一個字庫在出廠時已經帶有,并且同一種字庫型號不會有相同的編碼,哪怕這個字庫是全新空白的字庫。后來64Bit為用戶可編程OTP單元(64BitUserProgrammableOTPCells),可以由用戶自用設定,單只能寫入,不能擦除。 2 目前有部分手機例如西門子,NEC等,是采用64Bit 唯一碼進行加密, (1) 手機生產前,所有字庫的內容都是同一寫如的。 (2) 手機生產完成后,開機自檢,自檢程序判斷唯一碼,并根據唯一碼的編號,再常規儲存區域寫入相應的信息,因此出廠的手機字庫是完全不一樣的。 (3) 手機廠商的這種做法是為了保護其自身的產權不收到非法抄襲。 (4) 很多維修工作者也嘗試過,把一部正常使用的手機字庫拆下來,把資料讀出來并寫入一顆全新字庫,并裝回到另外一部手機,哪怕是同一部手機上面,也不能正常使用,例如西門子的就是顯示兩行英文。其原因是手機開機后判斷字庫的唯一代碼是否和主存儲區域的相對應,如果不對應,就顯示錯誤信息。 3 作為正常的維修前途,可以借助一些工具來找到唯一碼的解秘方發的。如用凌凱LK48,UP48,選帶“LOCK”或“-MLOCK”的選型 ,如320C3OCK,可以把唯一器件碼和用戶可編程OTP單元讀出來,然后通過對比等方法找到解密的方法。 2·2·3 數據存儲器(PAM random access memory) 前面我們談的ROM是存儲器,它們是程序資料和數據的“家”,有長期存放的概念,即使段電也依然保留。而RAM俗稱贊存,顧名思義是暫時寄存。前加S是靜態的意思,SRAM平時沒有資料,只是單機片系統工作時,為數據和信息在傳輸過程中提供一個存放空間,像旅途中的“旅店”,她存放的數據和資料斷電就消失,主要型號有0101、0201、0401、及0612A、062127、062137、062147等。現在存在仍是單機片系統中必不少的數據存儲器,其 大的特點是寸取速度快,段電后數據自動消失。隨著手機功能的不斷增加,單片機系統所運行的軟件越來越大,相應的PAM的容量也越來越大,從早期的幾十K到幾百K再到今天的幾M比特 從維修的角度來講,暫存只要不需焊,器件不損壞即可。在新型手機中,暫存慢慢地看不到了,比如西門子1118、2118;摩托羅拉T90;夏新A8等,是沒有了嗎?不是, 只是被封裝在CPU或字庫中而已。比如常見的21118的CPUPMB6850內帶1M暫存,其容量同V998單加的暫存62127一樣大小。而T190的CPU自帶2M暫存,其“沒有暫存”的原因也很明白。當然,暫存空間不足或損壞也會引起諸如死機、不開機等故障。 在以前較舊的一些機型當中,CPU、Flashrom\\EEPROM\\SRAM等芯片是獨立的,維修時看極板就知道哪個是CPU,哪個是字庫、碼片,如諾基亞5510/6110/7110/8810/3210,三星S600/800/2200等機型。隨著存貯技術的發展,器件的集成度越來越高以及手機 于小型化,故此現在較新的手機均采用復合結構的芯片簡單點說就是把一塊芯片集成或者封裝進 另一片芯片中,縱觀現在較新的手機,暫存及碼片很多都已經“不存在”了,因為它們有些 被封近CPU或字庫中,如上文所說的摩托羅拉T190的CPU就帶有2M暫存了,諾基亞8310的CPU帶有8M的暫存。字庫的功能更是越來越大強大,很多碼片或暫存被集成至字庫,形成一個復合結構的字庫,這種復合字庫的功能十分強大,被廣泛應用在新型的手機中。 字庫這種復合結構有以下幾種形式: 1字庫+暫存形,如:三星系列手機N628/A188/A388/A408······/T408/T508等,摩托羅拉V70等。三星N628復合字庫, 2、字庫+碼片形,如:摩托羅拉V988、V60等。 3、字庫+暫存+碼片型的復合結構的應用越來越廣泛,但由于程序的繁多以及程序設計的不完善往往會容易引起各種故障,對于軟件技術基礎薄弱的國產機型,采用此種組合都很容易引起軟件故障,各位讀者在維修時要小心了。 以上詳細的介紹各種邏輯芯片,下面就具體介紹一下常見的芯片識別的方法。要全面了解一塊集成電路的用途、功能 、基本參數,那必須知道該集成電路的型號及其產地。一般集成電路芯片其正面都印有型號或標記,從而根據型號的前綴或標志就能初步知道它是那個生產廠或公司的集成電路產品,根據其數字就能知道屬哪一類的電路功能。 集成電路產品型號的前綴一般為公司代號,如:AM-AMD公司、AT-ATMEL公司、MC-摩托羅拉公司、X-XICOR公司等。特殊的如Intel,把前綴代表生產廠的英文字母省略掉的集成電路,一般來說,通常會把自己生產廠或公司的名稱商標打印上去。各產品的中間數字相同的型號一般可互換。通常習慣(不嚴格)的稱謂::74XX、74HCXX、54XX、40XX、45XX、28FXXX、29LVXXX。如果電路對元件要求比較嚴格,就要對廠家提供的資料進行分析再做決定。例如AN5620,前綴AN說明是松下公司雙極型集成電路,數字“5620”前二位區分電路主要功能,“56”說明是電視機用集成電路,而70~76屬音響方面的用途,30~39屬錄象機用電路。詳細情況請參閱產生廠集成電路型號的命名。以及手機維修長見的28Intel28和AMD29LVXXX兩類芯片為例,。 2·2·4 I/O接口(I/O Intterface) 輸入/輸出接口常用I/O接口表示,I是指輸入接口,是英文IN的簡寫。O是指輸出接口,是英文OUT的簡寫。 輸入/輸出接口電路是指CPU與外部電路、設備之間的連接通道及有關的控制電路。由于外部電路、設備中的點平大小、數據格式、運行速度、工作方式等均不統一,一般情況下是不能與CPU相兼容的(即不能直接與CPU連接),這些外部電路和設備只有通過輸入/輸出接口的橋梁作用,才能進行相互之間的信息傳輸、交流并使CPU與外部電路、設備之間協調工作。 由于I/O部件在結構和工作原理上與CPU有很大的差異,它們都有各自單獨的時鐘、獨立的時序控制和狀態標志。CPU是個高速部件,與I/O部件工作在不同速度下,所以它們之間的差別一般能夠達到幾個數量級,同時CPU與外圍I/O部件進行數據交換時必須引入相應的邏輯部件,解決兩者之間的同步與協調,根據格式轉換等,總體上說,I/O接口的基本功能如下: A、參與單片機內數據的傳輸操作,選擇輸入、輸入部件。 B、參與控制完成選定的I/O部件與CPU及其它部件之間的數據交換。 1、接口的作用 1) 現數據緩沖,使CPU與相關外部電路的I/O部件在工作速度上達到匹配。 2)、實現數據格式的轉換。 3)提供外圍部件和接口的狀態,為CPU更好的控制各種外圍部件,提供有效的幫助。 4)、實現主機與外圍部件之間的通訊聯絡控制。 2、接口的種類 手機接口是個很廣義的概念,主要有以下幾種分類方法: 1)、按手機電路功能分類: 有模似接口、數字接口(MMI manand moleile interface)。 2)、按數據傳輸寬度分類: 有并行接口、串行接口。 3)、按操作的節拍分類: 有同步接口、異步接口。 4)、按數據傳送控制方式分類 可將接口分為有程序的控制的I/O接口、程序中斷I/O接口和直接存儲器存取(DMA)接口等三種。 雖然手機輸入/輸出接口種類繁多,不同的外部電路和設備需要相應的輸入/輸出接口 電路,但可利用編制程序的方法具體確定接口的工作方式、功能和工作狀態。 2·2·5定時器/事件計數器 為了提高單片機的實時控制能力,一般單片機內都設有定時器電路。定時器有兩種類型:一是增量計數器;二是減量計數器。 當定時器溢出時,增量計算器產生中斷并作標位置位;當定時器回零時,減量計數器產生中斷。有的定時器還具有自動重新加載的能力,這使得定時器的使用更加靈活方便,利用這種功能很容易產生一個可編程的時鐘。 此外,定時器還可以作為一個事件計數器,當工作在計數器方式時,可從指定的輸入端輸入脈沖,計數器對其進行計數運算。 2·2·6 時鐘系統 時鐘系統是單片機的重要系統,單片機的工作是按部就班的,按一定規則排列時間順序的定時,就是由時鐘系統控制的。時鐘信號單片機執行指令時要做的操作按先后順序排好,并給沒一個操作規定好固定時間,這樣就要可以使單片機在某一時刻只做一個動作,實現電路的有序工作。 而它工作的快慢又和手機的狀態有關大多數的手機在開機時因需要處理的文件多,時間要求短,時鐘多為13MHz,而在待機或休眠時有32.768kHz就足夠了。這有點類似于電腦CPU的主頻,這也就是為什么手機開機時13MHz頻偏一點無所謂,只要有足夠的振幅可以傳送數據就行了,而如網時才和基站不住校準的原因之一。 2·2·7 總線(bus) 任何一個微處理器都要與一定數量的部件和外圍設備連接,但如果將各部件和每一種外圍設備都分別用一組線路與CPU直接連接,那么連線將會錯綜復雜,甚至難實現。為了簡化硬件電路設計、簡化系統結構,常用一組線路,配置以適應的接口電路,與各部件和外圍設備連接,這組共用的連接線路被稱為總線。采用總結結構便于部件設備的擴充,尤其制定了統一的總線準則容易使不同設備間實現互連。圖2-2-11是地址總線(AB)、數據總線(AB)和控制總線(CB)示意圖。由圖可見,三條總線都與CPU相連接,總線將多個信息源和多個接收部件聯系起來,相互之間傳輸信息。 總線是各信號源和接收部件共用的總線,信號可以從多個信號中的任意一個傳輸到某一個接收部件中,各部件之間按時間輪流使用總線,這樣可以大大降低總線的數目。 1、 地址總線(AB address bus) 地址總線(AB)用來由CPU向存儲器(ROM)單元和輸入/輸出接口發送(傳輸 地址信息的總線。由于存儲器(ROM)單元和輸入/輸出接口是不向CPU傳輸信息的,所以地址總線(AB)是單向傳輸總線。 2、 據總線(DB data bus) 數據總線(DB)用來在CPU與存儲器、輸入/輸出接口和其它電路之間相互傳輸數據狀態和指令。由于數據可以從CPU傳輸到內部存儲器、輸入、輸出接口,也可反方向傳輸到CPU中,所以數據總線(DB)是雙向傳輸的總線,與地址總線(AB)不同。 3、 控制總線(CB control bus) 控制總線CB是各種控制信號總和,(Control Bus)控制總線是用來傳送各種控制信號的,這些信號是CPU和其它芯片間相互傳遞信息和相互進行控制用的。有的是CPU發給存儲器(或I/O接口)的控制信號,稱輸出控制信號,如Intel8086的讀信號,寫信號。有的又是外設通過接口發給CPU的控制信號,稱輸入控制信號,如8086中的中斷請求信號INTR,NMI。控制領事間是相互獨立的,其表示方法采用能表明含義的縮寫英文字母符號,若符號上有一橫線,表明用負邏輯(低電平有效),否則為高電平有效。 4、分時使用 所謂分時使用就是總線被許多部件共用,分時間輪流使用,即總線一端接的信號源部件,另一端接的信號接受部件,但在某一時刻只允許一對部件,另一時刻又被另一對部件使用。如同多列火車使用一條公用鐵軌,但因分時通過,所以互不干擾,響安無事。為了保證總線的分時使用,在各部件與總線之間都才用了三態門電路連接,通過控制器按指令的要求控制各個三態門電路的工作狀態,以保證總線的分時使用,在某一時刻不參與工作的三態門均處于高阻狀態,相當于與總線之間斷開。即與總線脫離,此時對總線而言,它就不是一個負載。所以許許多多部件同時掛在總線上而不使總線過載。 5、數據的存區 數據存儲在具有記憶功能的存儲器中,對存儲器中的數據進行提取或將數據寫入存儲器時,起碼需要下一列兩條控制線: 一條是區分讀操作和寫作的讀/寫(R/W)控制線,這根線要連接到CPU的R/W端,由CPU決定對存儲器是進行讀出數據,還是寫入數據,即確定數據的流向。 另一線是片選控制線(CS),有時也稱片選啟動控制線(CE)。每一個存儲器都是通過三態門電路和與總線引相連接,片選信號就是控制這些三態門的工作狀態的控制信號。當片選信號到來時,即片選信號為高電平,存儲器才工作。 由于三態門的工作特性,沒有片選信號(高電平)到達存儲器,三態門電路對數據總線呈高阻狀態。正是由于這個特點,可以將許多單元存儲器電路同時接到CPU總線上而不會造成總線的過載,這樣總線可以掛許多存儲器,形成大容量的存儲器。 對存儲器讀取操作,是根據地址總線(AB)上的地址碼來查找存儲器中的存儲單元,將數據寫入或讀出. 對于維修人員來說,應該明確和特別注意的是:數據總線上傳輸的數據信號是雙向的即可以由CPU發出,也可以由CPU接收。具體到788、T18等獨立字庫(相對于復合字庫而言)手機來說,它的CPU和字庫之間的數據總線傳輸的信號的方向可分兩種情況,一是在手機正常工作時,字庫是做為系統的程序存儲器(ROM)使用的,這時CPU只能從字庫讀取數據,而不能擦寫字庫,故此時數據信號的方向只是從字庫到CPU。二是在用電腦和傳輸線對手機字庫進行編程時,CPU改為ISP編程工作狀態,在外部電腦的控制下,CPU對字庫進行擦寫操作,這時數據信號是從CPU通過數據總線傳送到字庫。 對V988、V60等復合字庫(內部含有碼片EEPROM)而言,在手機的正常狀態下數據也可以從CPU通過數據總線寫入字庫內 的碼片部分。比如:我們在改變V988手機的功能設置或存貯電話號碼時。當然,手機在正常工作時的絕大部分時間從字庫中讀取數據。同樣,在EEMI工具或P2K對手機進行軟件寫入時,CPU工作在ISP狀態下,數據從外部編程設備通過本機CPU把手機資料寫入字庫,這時數據總線是把信號從CPU傳送到字庫。總而言之,數據總線是雙向的,可以工作在雙向的信號傳輸狀態下。當然,具體的信號傳輸方向還是由CPU控制。 另外需要特別明確:地址總線的信號傳輸方向,只能從CPU出發,而字庫也只能被動的接收CPU發過來的尋址信號。明確了這一點,對我們檢修不開機的手機時是很有幫助的,對于一臺不開機的手機,取下字庫測其它地址總線的尋址信號,如果正常,則要注意先檢查CPU的工作條件是否滿足,如:供電,復位,時鐘等。如果CPU的工作條件完全正常的情況下CPU還不能正常發出尋址信號的話,則CPU可能損壞。 而地址總線和數據總是下面關系呢?這里就簡單介紹一下:說的通俗一點,地址總線就是給出具體的取東西(數據)的地址,數據線上得到的數據就是要取東西。比如:小明的媽媽讓小明去一單元10號去找小花要回作業本。在這個過程,“一單元10”就是地址,而“作業本”是得到的數據。不然的話,假設小明的 媽媽不給小明講明白是給誰要的話,小明肯定會問找誰要,結果也不可能要會小花的作業本。 用專業術語來說,,地址總線是主動的給出所要區回的數據所在存貯單元的字線高電平,而數據總線是被動的得到存貯單元漏出的字線的部分高電平,高電平為二進制1,低電平為二進制0。為了描述方便,下面以4位字長的一個存儲單元如圖2-2-12(a)為例,來具體說明一下字庫的地址總線和數據總線的關系。圖中地址(Address)線有A0和A1共兩條,通過地址譯碼成四條線(Word)線W0、W1、W2和W3,每條字線對應一個字長的字,沒一個字由四位數據(Data)組成,由低到高分別為D0、D1、D2和D3。 注意,在子線中只能有一條線出現高電平,絕對不能有兩條或兩條以上的字線出現高電平。具體哪一條工作在高電平狀態下,由地址線A0和A1的具體狀態決定。由譯碼的結構可以看出,當A1和A0為00時,也不就是A1為低平0,A1也為電平0時,也就是A1為低電平,A0為高電平時,W1字線輸出高電平。當A1A0為10時,,W2線輸出高電平。當A1和A0為11時,W3字線輸出高電平。 地址譯碼器的存在主要是為了減少器件的引出線數量。在這時四條線引出兩條地址就可以了,如果我們常見的28F320B3B不用地址譯碼器的話,會引出2的21次方條子線,也就是2097152條線,是個天文數字。可見地址譯碼器在大容量存儲器中所起到的減少引用是很大的。4M字節容量的28F320比2M字節容量的28F160僅僅多了一條高位地址線A20而28F320內部的字線卻比28F160多出了1048576條。 容量越大的字庫,起字線就越多,相應的其地址線的位數越多的字庫,其數據總線的位線就越多。 4位字庫,其數據總線共有四位,由低位到高位分別為D0、D1、D2和D3。愛立信788英文手機的字庫就是8位,相應的其數據總線也為8位,由低位到高位分別為D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、和D7。V998和V60手機的字庫是16位的,其數據總線的線寬也是16位,由低位到高位分別為D0、D1······ 、D14和D15。對于手機16`位字庫來說,每條字線所對應的存貯單元為16個,也就是16個比特,兩個字節。 I2C總線 I2總線是英文 的Inter Integrated Circuit Busde 縮寫,常譯為內部集成電路總線,或集成電路間總線,是荷蘭飛利浦公司的一種通信專利技術,它可以由兩根線組成(串行數據線和串行時鐘線),可使所有掛接在總線上的器件進行數據傳遞,I2總線使用軟件尋址方式識別掛接于總線上的每個I2C總線器性,每個I2C總件都有唯一確定的地址號,以使在器件之間進行數據傳遞,I2C總線幾乎可以省略片選、地址、譯碼等連線。 一、 I2C總線系統的基本結構 I2C總線是一種雙線雙向串行總線,在I2C總線系統中,總線僅由兩根線組成。 一根叫串行時鐘線(Senal Clck Line)常用SCL表示,另一根叫串行數據(Serial Data Line)常用SDA表示,它們均從CPU上引出,其它單元電路均掛在這兩根線上, 在I2C總線中,CPU擁有總線控制權,又稱為主控器,其它電路皆受CPU的控制,故將它們統稱為控制器。主控器能向總線發發送時鐘信號,又能積極地向總線發送數據信號和接收被控制器送來的應答信號被控制器不具備時鐘信號發送能力,但能在主控制器的控制下完成數據信號的傳送,它發送的數據信號一般是應答信息,以將自身的工作情況告訴CPU。CPU利用SCU線和SDA線與被控電路之間進行通訊,進而完成對被控電路的控制。 由于I2C總線只有兩根線組成,這就決定了其數據傳送方式是串行式(即一位一位的傳送,這種串行總線雖沒有并行總線的輸入輸出能力,但能使電路之間的連接變的簡單,還能有效地減少CPU的控制腳。 二、 I2C總線的數據傳輸格式 1、2C總線的數據傳輸特點 因I2C總線是雙線、雙向串行總線其數據傳送必須嚴格按照一定的格式進行,I2C總線數據傳輸具有如下一些特點。 1數據傳送順序必須是:起始位、被控電路地址、數據傳送方向位(讀/寫)、確認位、數據信號、確認位、數據信號、確認位、終止位。 2在時鐘線保持高電平期間,數據線上一由高到低的跳變定義為起位,反之為終止位。起始位和終止位信號是由主控CPU發出的,當CPU發出起始位信號后,總線就被認為處于占占用狀態當CPU發出終止位信號后,總線被認為處于空用狀態,當總線空用時,SDA、SCL兩線均應保持高電平。 3在進行數據傳送時,SCL線為高電平期間,SDA線上的數據必須保持穩定,在SCL線為低電平期間,SDA線上數據才允許變化。 4在SDA線上傳輸的數據,其字節為8位,每次傳送的字節總數不限,被控電路的地址占用7位,第7位為數據線傳輸的方向位,CPU有發送數據和接收數據,在每一個數據字節后跟著一位確認信號,在確認為時鐘期間,CPU釋放數據,以便被控器在這個送出應答信息。 2、I2C總線的讀寫時序 I2C總線上的每一次數據傳送都是在主控器之間進行的,數據傳送過程如圖2-2-14所示。在沒有數據傳輸時,SDA、SCL均被上拉為高電平,當需要進行數據傳輸時,主控器首先產生一個起始信號,(既SCL為高電平,SDA為被主器拉低的下降沿),然后在每個SCL時鐘脈沖出現時傳遞一個數據位,直到主控器產生一個停止信號(既SCL為高電平,SDA為被主控器釋放的上升沿)為止。I2C總線主控器首先發送被控器的7位地址及讀/寫位共1個字節,在每個字節后,主控器都要等待被控器的應答位,既主控器釋放SDA數據線,被控器在接著的第九位SCL脈沖期間拉低SDA數據線以表示應答。再接著就是主控器發送數據被控器(寫被動控器)或接收被控器發送來的數據(讀被控器), 后由主控器發出停止信號來通知被控器以結束整個數據傳送過程。 I2C總線協議規定傳送的數據長度為8位,而每次傳送數據字節數以及字節地址中具有不同的規定。對于可編程器件,往往還需要根據已傳遞的命令情況確定下一步的數據傳遞操作。以24WC02為例,主控器對其進行的操作模式括: 字節寫、頁寫、立即讀、選擇讀、連續讀等多種情況, 在字節寫模式時,主器件發送起始信號和從器件地址,然后發送寫入字節地址,在發送寫入數據, 后發送停止信號從而完成一次寫操作;頁寫模式與字節寫模式的不同之處只是在字節寫一個數據后并不立即發送停止信號,而是連續發送一頁數據(規定一頁為16個字節)后來停止在立即讀模式時,從器件在接收到主器件發送的器件地址后立即將上一次讀/寫操作的單元地址+1的內容發送到數據線上,主器件收到8位數據后,不回送應答位,而是直接回貴一個停止信號來完成一次立即讀操作;在選擇讀模式時,主器件首先發送起始信號和從器件地址, 后讀取數據;連續模式實際上是立即讀或選擇讀操作的擴充,在執行立即讀或選擇讀操作獲取一個字節數據后,主器件并回貴停止信號而是回貴一個應答位,以表示主器件需要更多的數據,然后由從器件有序地將后續字節數據發送到數據線上,知道收到主控器件給出的停止信號為止。 3、 2C總線在手機中的控制過程 以三星SGH-800手機為例,CPU對控制對象的控制(如圖2-2-16所示),可形象描述為以下3個過程: 1CPU的尋址方式,當CPU需要控制U412(碼片)時,CPU會向總線K12腳和J11腳發送U412的地址指令,U412的5腳和6腳接到指令后,便發出應答信息,CPU接收到應答信息后,就將U412作為自己的控制對象。 2CPU調用數據過程,CPU找到U412后,就從存儲器中調用出控制信息及用戶信息,并通過I2C總線送到CPU的K12腳和J11腳,以便控制U412的工作狀態。 3被控器執行指令的過程,當U412接收到指令后,便對指令進行“破譯”并音“破譯”的結果與自己的存儲內容編碼進行比較,以確定作何種操作,這項工作是由總線接口中的譯碼器來完成。確定何種操作后,總線接口中的相應控制開關便自動接通,控制數據經開關后送到D/A轉換器,轉換成模擬信號,完成相應操作。 I2C總線數據傳送 忙的時刻是剛開機的瞬間,由于CPU要從存儲器中取出控制信息及用戶信息,并分時送到各被控制器,使被控制器進入相應的工作狀態,因此剛開機的瞬間,CPU的控制任務 重要,控制過程復雜,損壞硬件和軟件的可能性自然也 大,所以使用I2C總線的手機應盡量避免頻煩開/關機。在三星系列手機由于尾插易受到外界污染而漏電從而導致I2C總線不能正常傳輸,其結果是CPU無法正常讀碼片文件,導致手機工作不正常。三星手機是I2C總線故障很典型,很有代表性。 在單片機系統中,CPU不僅要實現對自身的控制,還擔負對單片機系統內外其它功能部件的控制,完成規定的操作和運算。CPU在實現這些控制功能時,是通過逐步執行指令序列的過程來完成的。 單片機系統對任何一條指令的執行必須經歷下列三個階段: 1取指令階段; 2分析指令階段 3執行指令階段。 關于手機單片機系統的工作過程主要說明下列幾點: 1單片機系統執行一條完整的指令必須經過取指令、分析指令和執行指令三個過程。CPU中的每條指令都存放在專門的存儲器(ROM)中。 2程序由指令序列組成,程序的執行過程就是執行 |
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