手机CPU.docx

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手机CPU

目前联发科技已开发出MT6205、MT6217、MT6218、MT6219、MT6226、MT6227、MT6228等系列平台,其中MT6205、MT6217、MT6218、MT6219、MT6226、MT6227、MT6228均为基带芯片，所有芯片均采用ARM7的核。

·MT6305、MT6305B为电源管理芯片。

·MT6129为RF芯片

·RF3146（7×7mm）、RF3146D（双频）、RF3166（6×6mm）为RFMD的PA。

·MT6205为最早的方案，只有GSM的基本功能，不支持GPRS、WAP、MP3等功能。

（2003年MP）

·MT6218为在MT6205基础上增加GPRS、WAP、MP3功能。

MT6217为MT6218的costdown方案，与MT6128PINTOPIN，只是软件不同而已，另外MT6217支持16bit数据。

（2004年MP）

·MT6219为MT6218上增加内置AIT的1.3Mcamera处理IC，增加MP4功能。

8bit数据。

（2005年MP）

·MT6226为MT6219cost升级产品，内置0.3M摄相处理IC，支持GPRS、WAP、MP3、MP4等，内部配置比MT6219优化及改善，比如配蓝牙是可用很便宜的芯片CSR的BC03模块USD3即可支持数据传输（如听立体声MP3等）功能。

·MT6226M为MT6226高配置设计，内置的是1.3M摄像处理IC。

（2006年MP）

·MT6227与MT6226功能基本一样，PINTOPIN，只是内置的是2.0M摄像处理IC。

（2006年MP）

·MT6228比MT6227增加TVOUT功能，内置3.0M摄像处理IC，支持支持GPRS、WAP、MP3、MP4。

（2006年MP）

·从MT6226后软件均可支持网络摄像头功能，也就是说你的机子可以用于QQ视频。

MTK芯片工作简解

现在最长见的MTK手机芯片组合多是MT6128BTCPU（MT6219CPU）、MT6035电源IC和MT6129射频IC组合，以下是对MT芯片的简单讲解。

一、MT6128BTCPU工作简解

1、基带接收器：

用于I/Q信号的基带A/D转换；

2、基带发送器：

用于I/Q信号的基带D/A转换以及信号的平滑滤波等；

3、RF控制：

两个DAG转换器用于自动功率控制和自动频率控制；

4、转助ADC：

一个ADC转换器用于、电池以及其他模拟功能的监视；

5、音频功能块：

提供完全的模拟音频信号处理，包括micphone放大，A/D、D/A转换，耳机驱动等等；

6、时钟发生器’：

一个时钟方波映射系统时钟，三个锁相环为MCU、DSP、USB单元提供时钟；

7、32.768KHZ晶振：

32.768KHZ晶振回路用于RTC

二、MT6219CPU工作简解

MT6219的封装形式是293-Ball、TFBGA（mini-BGA），它是一款先进的低功耗GSM/GPRS基带处理器芯片，功能模块如图5所示。

该芯片基于32bit的ARM7EJ-S核，处理速度可达52MHz。

MT6219具有摄像头接口，可支持130万像素Sensor，并内置MPEG4编解码功能。

在QCIF格式下，拍摄速度可达15frames/s。

除此之外，MT6219还可提供外部存储器接口，数字/模拟音频接口，射频接口和其他丰富的用户接口。

除了下载功能程序外，所有程序均在芯片外部，所以很容易升级。

MT6219支持F14.4、GPRS和HSCSD。

MT6219的内核电压和接口电压得到了分率，为降低耗提供了方便。

基核心工作电压是1.2V，同时具有多路独立的2.8VI/O电压。

三、MT6305电源IC工作简解

MT6305为中国台湾联发公司的MT系列芯片-电源与充电控制芯片，专门为GSM手机设计的PMIC，使用MT6305B可以节省许多外部器件，有利于减小手机体积，降低整机功耗。

所以MT6305电源IC是现在大量MP3、MP4音乐手机常用的芯片。

MT6305电源的7组供电电压输出：

1、SIM；其输出电压为3V和1.8V

2、VCORE（CPU核心供电）；其输出电压为1.8V

3、VRTC（时钟供电）；其输出电压为1.5V

4、VDD（逻辑供电）；其输出电压为2.8V

5、VTCXO（13M时钟晶体供电）其输出电压为2.8V

6、VMEM（存储器供电）；其输出电压为1.8V

7、VIO（逻辑音频供电）；其输出电路为2.8V

MT6305可以通过控制PINNC/DANODE的float与low控制Vcore与Vrtc的输出电压的幅值，以适应对基带芯片的兼容支持。

MT6305含有加电控制电路，可以通过PWRKEY引脚拉低（POWER按下）；PWRBB引脚拉高（手机启动后被CPU置高）；CHRIN超过电池电压（充电器接入）

四、MT6129射频IC工作简解

MT6129提供了GSM859/E-GSM/900/DCS1800/PCS1900MHz四频段的收发通道，包括接收电路、发射电路、频率合成电路、RF和TXVCO以及相应的控制电路。

接收信号从天线进入到开关，再通过SAW输入；发射信号通PA放大，经开关从天线输出；解调信号从IQ接口输出给基带芯片。

NOKIA主流手机的CPU解析

OMAP1710：

诺基亚6630、6681、E61、N70、N72、N73、N80、N90、N91等?

称TI公司的OMAP1710是我们“最熟悉的陌生人”一点也不为过。

虽然早在2004年底诺基亚推出其第一款可以工作在WCDMA网络环境当中的Series60平台智能手机——6630时，我们就已经和它直接发生了“亲密接触”，但却很少有人知道里面的那颗被SPMark04识别为ARM5220MHz的CPU其实是TI公司的杰作——OMAP1710。

而随着诺基亚产品线的不断壮大，OMAP1710也一同走过了无数个春秋。

时至今日，诺基亚旗下采用这颗处理器的手机包括：

6630、6680、6681、E50、E60、E61、E70、N70、N71（资料文章价格评论）、N72、N73、N80、N90、N91和N92共15款，因此再赋予它一个“诺基亚眼中的大红人”称号也一点不夸张。

OMAP1710是TI公司第一款制程只有0.09微米的处理器，不过它依旧采用了Low-voltage低电压技术，289个触点，面积为12×12平方毫米，并采用常见的m-BGA封装方式。

制程的减小也就意味着工作电压的下降，OMAP1710已经可以在1.05—1.3V之间动态调整，而普通待机状态下的耗电量仅为10mAh，可谓节能高手。

OMAP1710当中包含的程序处理器型号依旧为ARM926，不过它的最大工作频率可以达到220MHz，而且绝大部分的诺基亚S60智能手机也都将频率锁定在了这个标准上。

与此同时，ARM926的一级缓存已经提升为32KB，达到了原来的2倍，依旧支持JAVA硬件加速，因此TI宣称OMAP1710比前一代处理器又有了40%提升。

而作为TI公司TCSwirelesschipsets通讯解决方案当中一个重要的可选处理器，OMAP1710能使手机顺利工作在GSM、

GPRS、EDGE和UMTS这2G、2.5G、2.75G和3G共四种网络环境中，并且兼容目前全系列的智能手机操作系统，如：

Linux、WindowsMobile、Nucleus、Palm和Symbian。

此外，由于OMAP1710还支持IEEE802.11a/b/g协议，因此WLAN无线上网功能也成为了家常便饭。

而具备了上述这么多高级功能的OMAP1710，又怎能不受到诺基亚的青睐呢？

OMAP2420:

诺基亚N95、6120C

在最近的CTIA无线资讯科技暨娱乐展上，众多公司展出的主题惊人一致：

语音、数据应用、音乐和视频，而且全都通过无线方式实现。

这让我在坐下来撰写这篇关于德州仪器（TI）的Omap2420应用处理器评论时，稍感轻松，因为这个共同的主题恰好总结了TI在该领域对自己的定位。

Omap2420适合基于Linux、Windows和Symbian操作系统（OS）的高端手机应用。

它是Omap2系列产品中的第一款，而Omap2系列最终将会转向“调制解调和应用处理器”的混合领域。

或许这款芯片最吸引人的地方就是多处理器内核，它包含了330MHz的ARM11RISC、220MHz的TIC55DSP、内含ARM7的成像和视频处理器，以及支持166MHz移动DDRSDRAM的ImaginationTECHNOLOGIES公司3-D图形处理器。

该芯片还集成了显示和相机控制器、SDRAM和闪存控制器，并附加了60多个外围控制器。

Omap2420能够为高端多媒体应用提供强大支持，这些应用包括30fps通用中间格式（CIF）的视频会议、30fps的VGA编解码、VGA和TV显示，以及300万像素以上的相机。

使用该芯片的手机设计已经进行了一段时间，估计马上就会投放市场。

2420与TI前几代Omap应用处理器最大的不同，就是设计工艺由130nm缩减为90nm。

另外，2420使用的ARM内核性能也有所提高：

之前的Omap芯片最高只能支持220MHz，而2420则将速度提高到了330MHz。

2420的高速缓存容量和存储器总带宽都有所增加，此外TI还用ARM11RISC取代了ARM9。

Omap2420的3-D图形性能提高了40到50倍，视频性能也提高了一个数量级。

而且通过并行处理，其多任务处理能力更为强大。

F1:

TI的多内核应用处理器采用90nm工艺，时钟频率由220MHz提升到330MHz。

2420是一款多内核设计的芯片，TI早已明确表示，今后将根据应用需求支持尽可能多的内核。

这样看来，并行处理或多内核处理已经成为TI未来在手机应用领域的发展方向。

2420独特的版图层容纳了TI的多引擎处理和电源管理功能。

在这里，TI转向了一种名为开放内核协议（OCP）的标准化互连方法，OCP属于一个独立的非营利标准组织OCP-IP。

OCP方便了内核复用，而且使内核能够独立于集成子系统。

OCP还实现了一组可用于整个芯片的定时规则，以及单独的验证工具组。

如果设计过程中有需要，它还允许IP模块在系统内四处移动，这就使系统分析和芯片调试变得更加简单和直接。

Omap2420的电源管理技术允许各处理器针对不同应用分别进行功耗优化。

在裸片级，TI将多个电源域组合在一起，每个域都能关断电源至零漏电，从而极大地延长了电池寿命。

Omap2420中采用的许多电源管理技术都是TI新型SmartReflex技术中的一部分。

在晶体管和软件级，TI尤其关注如何适应零漏电水平。

通过使用预置在裸片上的多个电源开关，该架构能够对不同的域单独断电，从而帮助TI获得需要的间隔尺度（granularity）。

此外，芯片中还包含特殊的嵌入式“diode-footedSRAM”开关，用于减小嵌入式存储器的功耗。

于终端用户对功率的需求各有不同，所以TI实现了软件可编程功率模式，可以根据不同应用对电压和频率进行调整。

例如，通过定义“关断”模式进入最低功耗状态。

目前，SEMICONDUCTORInsights（SI）公司正在对Omap2420进行分析。

我们已经确定了TI的双路（two-pass）电源开关控制电路，正在分析该控制电路在自动布线电路中对整个电源管理系统的影响。

通过对裸片进行分析，SI还揭示了ARM内核、DSP内核以及图形加速器的具体位置。

曾经产生怀疑的存储控制器、TMS320C55xDSP、电源管理模块以及成像视频加速器（IVA）的位置也都得到了确认。

2420中包含5种存储器类型，所有嵌入式存储器加起来大概占据了裸片面积的1/4，而Omap1710内4种不同存储器类型大约占裸片的17％。

但是，Omap2420的裸片尺寸大概是Omap1710的1.9倍，看来获得更高的集成度需要在裸片面积上做一些牺牲。

从软件角度来看，TI让代码从两方面管理电源状态：

首先，通过监控工作负荷，软件知道何种应用正在使用；其次，软件收集统计信息来确定工作量情况。

这就使芯片能够根据实际使用模式进行基于预测的电源管理。

TI正努力使Omap的工艺向65nm转移，在此过程中产生的一些额外工艺问题影响了芯片的漏电。

我们都知道，TI拥有多项90nm工艺技术：

有些采用高漏电晶体管，有些采用低漏电晶体管；因此可以推断，TI在65nm工艺上会继续延续这一战略。

此外，TI也会能在系统级对额外漏电进行补偿，所以我们期待TI为解决65nm漏电问题提出一些独特的电路实现方法。

位于电源管理设计外围的TWL92230是一款辅助的电源管理器件。

它采用250nm模拟BiCMOS工艺设计，能够提供一些特殊功能，例如板上电压调节和DC/DC转换，用来补充2420的功能。

事实上，TWL92230专为与2420配套使用而设计，它包含了一些适用于最新Omap的特殊保护机制，例如裸片发热测温计及过热断电保护。

其中过热断电保护允许TWL92230关断其DC/DC转换器，然后向2420发送一个中断信号。

由于手持式设备的外形在不断缩小，类似的功能就十分重要。

TWL92230的使用还取代了许多外围芯片以及单芯片中的离散元件。

在推出2420的整个过程中TI克服了无数困难。

据TI的相关人士透露，在获得最终设计审判前，版图的复杂性是2420最大的挑战。

但2040最终从艰难中走出，并使用了标准工具的最新测试版进行验证。

存储器部分

TI支持在Omap2040上进行封装叠加（PoP）式存储器堆叠。

PoP是指直接将一个封装置于另一个封装之上，二者的封装材料直接相连。

然而这样的存储器堆叠会产生一些问题。

由于漏电流会产生热量，因此在Omap2420上放置另一块芯片会增加整个系统的发热量。

这里就轮到SmartReflex技术大显身手。

为了保证兼容性和稳定性，TI分别以POP和标准裸片堆叠方式，对各存储器厂商推出的适合SRAM或移动DDR器件与Omap2420的耦合情况进行了仿真。

从TI的角度来说，PoP是一种商业模式。

因为PoP促使客户与存储器厂商进行谈判，这样TI就不必局限于支持某一种特定的存储器。

三星最新的NAND闪存器件引发了一个问题：

能够堆叠接触的存储器总量是否有限。

因为NAND闪存和NOR闪存似乎都很盛行，所以有人可能会疑惑，用户到底会采用哪种存储器配置呢？

其实这里不必担心，因为TI支持各种闪存配置和类型，包括高达1GB的NAND或NOR，以及高达1GB的移动DDR。

即使NAND在高端手机的大容量存储应用中更受欢迎，TI仍将NOR视为其很好的竞争者。

总而言之，TI一直在非常努力地推动利用Omap2420进行设计的范围，来满足一些比较“疯狂”的应用。

例如在运行高质量音频应用的同时运行高质量的3-D游戏，还要用OMAP2420来控制一台标准电视进行全屏游戏。

按TI的说法，这样的应用将会变得非常普遍。

同时，TI还宣称OMAP2420能够在两台显示器上同时运行图形和视频处理，并且能利用同一套存储器件，在一个高级操作系统上并行运行音频、视频和3-D游戏。

虽然Omap2420来势凶猛，但在这个领域它并非没有竞争对手。

BROADCOM今年就推出了其BCM2705多媒体处理器，而NVIDIA和ATI科技也在继续设计同类产品与TI竞争。

此外，高通也仍然关注如何将高端多媒体功能和基带功能相整合。

但是TI凭借Omap2420，已经将芯片的整体集成度和功能性又向前推进了一步。

希望2420能够帮助TI继续保持其在应用处理器领域的领先地位。

Omap2420将首先用于高端手机，并随市场发展向低端手机渗透。

OMAP2420处理器是一个单芯片应用处理器，支持所有的移动电话标准，并兼容任何调制解调器或芯片组和任何空中接口。

该产品供高产量无线手持终端制造商使用，不通过经销商销售。

OMAP2420具有OMAP2架构并行处理的优点，使用户在立即运行应用程序和同时使用多个功能的同时，保证服务质量不会下降。

OMAP2420包括一个集成ARM1136处理器（330MHz）、一个TITMS320C55x?

DSP（220MHz）、2D/3D图形加速器、图像和视频加速器、高性能系统互联以及行业标准外设。

OMAP2420的多媒体功能有所增强，包括为获得更高分辨率的静态捕获应用而增加的图像和视频加速器、数百万像素的摄像头和全动态视频编码及解码（VGA分辨率为每秒30帧）。

增加的TV视频输出功能支持与电视显示屏的连接，以便显示从手持终端捕获的图像和视频。

5Mb内置SRAM同样提高了流媒体性能。

通过访问OMAP开发者网络，用户还能获得大量程序和媒体组件，制造商可以使用它们来使其产品差异化并加快产品上市时间。

主要特性：

专用的2D/3D图形加速器，每秒2百万个多边形

增加的图像和视频加速器实现了高分辨率的静态图像捕获、超大屏幕和高视频帧速率

支持高端特性，包括4百万以上像素摄像头、VGA质量视频、高端交互式游戏功能和模拟/数字TV视频输出

5Mb内置SRAM增强了流媒体性能

与先前的OMAP?

处理器软件兼容

并行处理保证在同时运行多个应用程序时，服务不会中断、质量不会下降

优化的电源管理配套芯片TWL92230

12mmx12mm，325焊球MicroStarBGA?

，0.5mm间距

OMAP1710&OMAP2420

6600等机的CPU由于过于古老,在此不讨论

从6630开始使用,在现在N73N70N72N71等机用的是ARM9架构的德州仪器OMAP1710CPU,频率220MHz,以下称为方案一

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N93N93iN95E90等强机使用的是ARM11架构OMAP2420,频率330MHz,以下称为方案二

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N766610N57006120C6290等新出的NOKIA机子,使用ARM11架构FreescaleMXC300-30,称为方案三

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N93N93iN95E90等机不是一般能承受得起,在本文,重点讨论方案一和方案三

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在NOKIA的网站上,我们可以了解到方案一的CPU信息是

DualCPU

CPUType:

ARM9

CPUClockRate:

220MHz

而方案三是

SingleCPU

CPUType:

ARM11

CPUClockRate:

369MHz

关于这两个CPU的争论相当多,尤其是最近N765700等新机的速度相当快,得益于高CPU频率,但看了CPU信息后,大家都会产生疑问:

方案一是DualCPU,方案三是SingleCPU,从字面理解就是方案一是双核,方案三是单核,刚公布此消息时,不知其中道理的网友甚至还抱怨怎么换成单核的呢?

本来已经够慢了,以后还要更慢?

在官方得到了解释（在GOOGLE找到,由于是E文,这里我给大家大概讲下意思）

The"dual-CPU"inthecaseofN71meansthatthere'soneapplicationprocessorenginerunningSymbian/S60andanotherone,thebasebandprocessorengine（cellularmodem）

runningthecellularsoftware.InadditiontheremightbevariousDSPs（DigitalSignalProcessors）.Itisnot"dual-CPU"likeinthecaseof,e.g.,Intel'sdual-coreCPUforPCs.

N71（等机子）里的dual-CPU意思是有一个处理单元运行Symbian/S60而另外一个是基础应用单元运行电话功能,其实就是说那是个DSP（数字处理芯片）,不是像Intel那种给电脑用的双核CPU。

这不像电脑上的双核和单核的关系,OMAP1710CPU,有一个核心运行在220MHz,用于处理手机的用户界面,多媒体应用,JAVA等等之类的应用（这里相当于电脑的CPU的功能）,另外一个核心用于处理网络数据（也就是电话功能,打电话,发短信之内的,上网/3G也应该包括,但肯定不处理WIFI数据）。

也就是说,OMAP1710是3G时代NOKIA采用的CPU,用此CPU的必有3G版本,以前的旧CPU机是没有3G的。

这样的好处是无论你运行多大的软件,占用了多少CPU资源,都不会影响到接电话这样的手机最基本功能。

再来看看FreescaleMXC300-30,方案三,从卖ARM芯片的网站上找到的介绍。

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MXC300-30:

3G手机用单核调制解调器处理器,能提供完整UTMS平台的,包括组合了基带和应用处理器,RF,功率放大器和功率管理,高达250MHzStarCoreSC140DSP,高达532MHz的ARM11应用处理器,

四波段GSM850/900/1800/1900MHz,WCDMA三波段850/1900/2100MHz,UTMS数据速率:

DL384Kbps,UL384Kbps,HSDPA为1.8Mbps（DL）,GSMEDGE无线电接入网络（GERAN）数据速率（最大）:

DL236Kbps,UL118Kbps,GPRS/EGPRS（EDGE）时隙,高达Class12（4d/4u）,最适合的开放式操作系统如Linux和Symbian,不需要增加任何的处理器或加速器,用于GMSK的单天线干扰消除,集成了图像处理单元（IPU）视频加速器,无线连接特性包括支持A-GPS接口,蓝牙接口,以及支持无线LAN802.11a/b/g接口和DVB-H接口,处理器可用在各种手持设备如MP3播放器,手持DVD播放器或数码相机成为全功能的智能移动蜂窝设备

由此可以看出,FreescaleMXC300-30是一个物美价廉的好U,一个CPU解决大部分问题,且频率高,价格便宜而且相当的省电,比OMAP1710省电得多.而且是相当的多（在另外一份介绍中讲到）,这就可以解释为什么N76在369MHz的频率700mA/h在电池下能够正常使用差不多2天,追得上拥有1100mA/h的电池CPU频率只为220MHz的N73.NOKIA用此CPU的目的就是为了降低成本

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看上去MXC300-30一切都美好

但事实上呢?

很多人说MXC300-30性能不高,只是跟OMAP1710差不多,又说它单核比不过双核（这个问题前面已经说了,根本不是这样）,反正就很多批判的话语.但是,从测试数据来看,N76,5700等机的性能全面超越N73,有些项目超了一倍（具体请看太平洋的评测）因此,单从性能来说,方案三的性能远超方案一毫无悬念

不过不排除N76,5700等机型用的Symbian9.2FP1系统做的优化,但是从测试数据上分析,即使N73搭载Symbian9.2FP1,性能与N76还是会有差距

那究竟方案三有什么不好呢?

这个问题也困扰了我好久,终于在一个小论坛看到了一个用户对N76的抱怨,让我茅塞顿开

那个人说:

N76好快啊,但是播放MP4视频时很卡,在N73上都不卡,3GP没有此问题

大家再看看这张图,对比用方案三的6290和方案一的N73

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大家可以看出6290是缺少AAC的硬支持的，因此可以知道MXC300-30这个CPU是没有