1、SHANGHAI HUAQIN TELECOM TECHNOLOGY CO.,LTD 手机架构组成及工作流程简介2014-10-15 1l手机分类l手机架构组成介绍l成品整机形成流程l手机系统组成框图l手机主要组成模块介绍l整机组成模块介绍l手机工作原理简介手机分类手机手机Smart phonefeature phone直板机直板机折叠机折叠机滑盖机滑盖机旋转机旋转机直板机直板机翻盖翻盖机机Feature phoneFeature phone：不带操作系统，部分设计为类操作系统。特点为：功能简单，机身尺寸及LCD显示尺寸较小，主要有CSTN,TFT等显示效果的LCD；配置较低，电池容量较小，待
2、机时间长，大部分为带键盘，包括普通普通21按键和全键盘等。Smart phoneSmart phone：机身带操作系统，包括目前主流的Android，IOS,windows，以及早期nokia的塞班系统。特点为：机身尺寸较大，LCD显示尺寸也较大，分辨率效果较多，电池容量较大，待机时间短，配置较高，按键较少。手机架构组成介绍结构结构(ME)完整整机完整整机硬件硬件(HW)ID堆叠堆叠整机整机射频射频基带基带EDA外形设计外形设计主板和器件主板和器件位置的配合设计位置的配合设计壳体和主壳体和主和主板和主板堆叠的堆叠的配合设计配合设计天线相关以天线相关以外外电路设计电路设计天线相关天线相关电路设计
3、电路设计PCB板走线设计板走线设计结构(ME) ID: 即外观设计，一个专业的产品设计师是要懂得材料颜色，磨具成型工艺，和针对不同产品设计的开。流程，ID工程师要画草图，把自己的设计意愿和想法直观地表现出来。ID设计的流程主要有以下几步：一、主板方案的确定二、设计指引的制作三、手机外形的确定四、结构建模 1、资料的收集，比如尺寸数据，图片，外观线条曲线等。 2、构思拆件，比如手机的拆卸工作，必须要求最简工序最少。 3、外观面的绘制，手机的外轮廓面好的曲线出好的曲面， 描线的时候务必贴近ID的线框尊重ID的创意是结构工程师 基本的修养。 4、初步拆件。 5、建模资料的输出， ID需要做适当的更新
4、并进一步完成工艺图标明各个外观可视部件的材质和表面工艺有丝印或镭雕的还要出菲林资料。五、外观手板的制作和外观调整结构设计六、结构设计手机架构组成介绍手机架构组成介绍ID实例手机架构组成介绍结构结构(ME) 堆叠: 手机堆叠就是相当于组装的一个过程，就是在接到手机方案后确定PCB板得大小，一般意义上讲的手机堆叠是指主板的堆叠，就是要求将影响到结构设计的主板外形以及各个重要元器件 （SPK,receiver,MIC,ANT,SIM CARD,CAMERA,EAR JACK ect）放到主板上。完成后的效果就是你 把手机前后壳拆掉看到的！ 但是这个过程需要仔细和多方多次协商才能完成！l手机堆叠设计（
5、也成系统设计）是手机研发过程中非常重要的环节。l堆叠设计是对ID/BB/RF/LAYOUT这几个部门的意见整合起来，结构工程师需了解这方面的知识，综合起来满足各部门所需，完成产品定义的要求，这方面的完成是一项全面而细致的工作，系统堆叠设计的好坏直接影响后续整机结构的设计，甚至其他可靠性及硬件电器特性方面的问题。堆叠设计实例LCD面，次面主要显示为LCD，CTP 部分，设计东西较少，比较直观。主要 能看到的还有CTP IC芯片位置，此IC 在堆叠设计是需要考虑其在主板上的 位置。手机架构组成介绍手机架构组成介绍lLCD面：隐藏了LCD可以看到如右图部分，次面基本可以看到前摄，rec，光感，3.5
6、mm耳机以及mic的部分。l听筒，光感必须在手机顶部，听筒必须居中放置，而且在LCD面；MIC必须在手机下方，LCD面。lBB,RF,DTV的器件全部在此面，如图全部在shielding case下面，硬件会根据布局及走线做小范围调整，但大的芯片基本已经定位。l以上初了听筒外其余器件相对位置可以调整，但必须综合硬件，EDA，RF的意见。手机架构组成介绍l电池面：此面的器件非常多，包括SIM卡座，T卡座，马达，天线，USB，后摄等等。l结构在堆叠设计时硬件工程师会解密参与进来，硬件会根据实际堆叠方案详细评估走线情况，为了走线顺利从而使这些较大的相对器件位置进行调整，以便达到最优方案。堆叠设计的关
7、注点：堆叠设计的关注点：满足产品规划，适合做ID。充分考虑射频天线空间。电子接插件的选型必须合理，成本低，供货无风险。考虑ESD/EMI。考虑电源供给合理。考虑屏蔽框简单及可靠性。考虑堆叠尺寸厚度。考虑各个连接器件简单可靠。考虑各个定位孔，测试孔，螺丝孔，扣位避让，邮票孔等等。考虑音腔音效。结构设计可行性等。考虑散热。等等手机架构组成介绍手机架构组成介绍整机设计整机设计l 整机设计主要是建立在堆叠设计的基础上，主要看到的为机身壳体，装配以及拆卸的可行性，包括各个外设的装配简单性，比如SPK、听筒，马达camera，侧键FPC等等，有些是焊接性质的物料也要考虑人工焊接的操作性。l 包括壳体可靠性
8、，LCD，CTP的固定，压合，拉拔受力，以及耳机座，USB尾差，盐雾，淋雨，进水，跌落，滚筒，FPC弯折，sim卡或T卡插拔次数，按键老化等等。l 可靠性的设计必须考不但要虑整体功能的稳定性还要考虑到美观。手机架构组成介绍硬件（硬件（HW）l基带（BB）：基带涉及东西较多且复杂，相当于硬件的基础，所有硬件都是搭载在基带基础上面，如下图所示。基带基带(BB)电源管理电源管理(PMIC)按键接按键接口部分及马达口部分及马达T/SIM卡卡CAMERAAUDIOLCD/TPCHARGEUSBMEMORYSENSORothers接近光接近光/重力重力地磁地磁/陀螺仪等陀螺仪等eMMC+LPRRR2/DD
9、R3手机架构组成介绍硬件（硬件（HW）l射频（RF）：射频涉及东西相对少些但专业性比较强，分别有GSM/WCDMA/CDMA/TDCDMA语音通话数据部分，WIFI、FM、GPS、NFC部分等，以及天线等，这些也都是建立在基带基础上，如下图所示。基带基带(BB)RF PA射频收发器射频收发器transceiverGSM/WCDMACDMA/TDCDMA等等ANTWIFI/BT/FMGPS/NFCWIFI/BT/FM ANTGPS/NFC ANT手机架构组成介绍如下图所示直观的标识出基带和RF部分不同模块的区分。其中红色框中属于基带模块，蓝色框中属于射频模块。手机架构组成介绍硬件（硬件（HW）l
10、 EDA：EDA主要负责PCB走线工作，任务单一 但工作量相对集中，周期较短。如下图为ED工作的截图。成品整机形成流程如下图为一部完整整机生命周期形成流程图方案制定方案制定ID设计设计堆叠设计堆叠设计硬件设计硬件设计整机设计整机设计硬件投板硬件投板PCB板板厂制板厂制板SMT备料备料排计划排计划SMT贴片贴片首件单板首件单板功能确认功能确认完成贴片完成贴片整机组装整机组装SMT整机整机功能检测功能检测研发调试研发调试及测试及测试量产发货量产发货售后维修售后维修成品整机形成流程完整整机生命周期形成需经过如下复杂的过程完整整机生命周期形成需经过如下复杂的过程方案方案l 方案的制定：主要涉及采用什么
11、硬件平台，需要支持什么功能及特点，市场需求，上市时间，频段要求，电池容量大小，LCD尺寸，内存配置，外设配置等等，这些都会最终体现在一个较为完整的产品定义当中，也会涉及一些不同配置要求，比如我们很多PCBA客户的不同配置信息信息表。制定方案需要注意如下问题；1. 方案评估的可行性。2. 成本。3. 客户需求。ID设计：lID工程师会根据客户的方案要求l进行ID的前期设计及方案制定。堆叠堆叠l 堆叠设计堆叠设计：结构工程师会根据产品定义进行堆叠的评估，设计，同样必须会考虑到ID的要求，比如camera的位置，闪关灯的位置，侧键的位置等等，有些大客户会将这些位置作为一个标准来执行，比如联想的ID必
12、须要求侧键在LCD面朝上的右侧等等。堆叠会和ID基本同步进行，初步会给出一个大致方案，需要硬件进行详细评估及后续的调整，这个过程比较复杂会反复涉及修改。成品整机形成流程成品整机形成流程硬件设计硬件设计硬件设计包括两个方面，1、原理图设计。2、PCB布局设计。3、EDA布线设计。 原理图设计原理图设计：原理图设计会根据产品定义的要求进行详细设计，比如使用Qualcomm的MSM8212平台，flash使用LPDDR2，支持光感，以及各个部件接口等等。原理图设计比较独立不涉及ID及结构问题，但原理图是一个项目最重要的部分，不允许有任何差错，否则就是一个失败的项目。 成品整机形成流程PCB设计设计：
13、这部分主要是PCB电路板硬件器件的布局工作，和结构紧堆设计叠密联系，硬件会考虑走线的顺畅，主板散热，重要器件及信号的保护，比如天线容易被电源干扰，但也容易干扰电源或音频或者时钟等信号，基带和射频会根据自身情况选择适当位置布局，为了保证有较好的硬件性能指标及电器特性，此过程中需要结构配合进行外设等器件的位置调整，如下截图为初版布局图。成品整机形成流程 EDA布线设计布线设计：基带、射频工程师布局结束后会将最终板PCB布局文件发给EDA进行布线工作，这个过程工作量较大必须需要结构及基带、射频工程师紧密配合，同时需要考虑整体电器特性，及整板的布线合理性，比如重要信号的保护，避让等等，在布线进行中ED
14、A工程师会根据走线实际情况进行器件的小范围调整优化，EDA走线完成及优化基本接近尾声会发给基带、射频、结构工程师进行检查，并修改意见后进行投板。成品整机形成流程 硬件投板工作硬件投板工作：当EDA完成走线后就进入硬件投板工作，此部分主要是一些文档资料的归档工作。 资料归档完毕后进行SMT备料工作，备料完成紧接着就是SMT生产及组装工作。投板工作投板工作基带基带/射频归档投板射频归档投板资料，包括资料，包括bom，位号图，维修原理位号图，维修原理图，夹具文件等图，夹具文件等采购资源进行采购资源进行电子物料备料电子物料备料结构投模及结构投模及归档结构归档结构bomEDA归档生产及归档生产及制板相关
15、资料制板相关资料模具厂进行模具厂进行壳体的生产壳体的生产PCB板厂生产光板板厂生产光板SMT进行进行PCB生产及组装生产及组装成品整机形成流程l 首件确认首件确认：SMT首先会进行简单几片主板的试贴片，也就叫做首件，首件的目的是在单板上进行软硬件的功能测试 ，此做法的目的是为了确认硬件是否ok，贴片是否正常！如果软硬件均没有问题则继续进行余下板子的贴片工作，如果发现异常则必须要查明原因，只有确认硬件及贴片没有问题后才能继续。右图为SMT贴片线体的截图。l 单板功能验证：单板功能验证：SMT完成贴片工作后下来就是进行单板功能测试，这个就要借助生产测试夹具及单板功能测试夹具，下图为夹具截图。 成品
16、整机形成流程l 整机组装整机组装：完成单板功能测试后就是进行整机组装工作， 右图为SMT组装线截图。l 整机功能验证：整机功能验证：整机组装完成后则进行整机功能测试，如 下图为SMT整机功能测试截图。成品整机形成流程l 研发调试研发调试：SMT整机功能调试结束后则会将整机返回给研发进行调试，包括软硬件，结构等的调试，基本 功能调试完成后则进行软硬件，结构的测试工作。 如上研发调试及测试工作会根据项目调试情况进行多次贴片组装，直到各个专业满足量产要求。l 量产发货：量产发货：满足量产要求后则批量生产发货。l 售后维修售后维修：对于卖到市场上的机器，有一些必然会因各种原因有返回售后维修，售后无法解
17、决的问题一般都会返回工厂或研发进行深入分析，研发会根据对售后故障机的分析而总结出一些有用信息，和设计相关的则会在后续项目更新改进，和生产相关的则会通知SMT进行改进落实。 以上整个流程就是一个手机从无到有的完整简而单的过程，每个环节都要很多重要的工作及流程。手机系统组成框图-以华为项目QW806为例手机主要组成模块介绍l CPU：整个手机的核心器件，外围所有器件均以CPU为中心，受其控制和发送命令。l memory：手机的存储单元，所有应用程序及系统程序均在其内部运行，以及数据报存在其内部。包括内置SD卡，外置SD卡存储器。l PMIC：即电源管理芯片，整个系统的动力源，主要负责对整个系统提供
18、供电，包括整个手机上的有源芯片，外部设备，例如camera，CTP，马达，sim/T卡等，l transceiver：即射频收发器件，简单的说主要是变频，信道选择，放大 等作用，所有射频相关工作均是受其控制。比如频率的转化，不同制式信道的选择，射频有用信号放大的等。l PA： RF PA: 对射频信号进行功率放大，然后通过天线传播出去。 audio PA ：对音频信号概率的放大，比如我们使用手机中的SPK，是必须用audio PA进行放大后才能有效工作。l sensor：包括各种不同sensor，比如光感，重力感应，地磁感应等等。l 卡座卡座：包括SIM卡及T卡座。l USB：充电及数据传输接
19、口。l 耳机连接器耳机连接器：连接外部耳机的接口。 整机主要组成模块介绍l SPK：电声器件，主要作用为手机音乐外放，通话免提接收语音信号。l 听筒听筒：电声器件，主要作用为手机正常通话接收对方语音信号。l MIC：电声器件， 主要作用为手机正常通话发送给对方语音信号。l camera：分为前后摄，主要作用为拍照，摄像功能。l 按键按键：包括音量键，开机键等，主要作用为操作菜单选择和开关机等。 手机工作原理简介手机的工作原理 一、手机的电路结构 手机的结构可分为三部分，即射频处理部分、逻辑/音频部分以及输入输出接口部分 主要电路组成： 1 射频部分 一般指手机射频接收与射频发射部分，主要电路包
20、括：天线、天线开关、接收滤波、高频放大、接收本振、混频、中频、发射本振、功放控制、功放等。1.1发送部分 发部分包括带通滤波、中频、发射本振、射频功率放大器、发射滤波器、天线开关、天线等。1.2 接收部分 包括天线、天线开关、高频滤波、高频放大、混频、中频滤波和中频放大等电路。对接收信号进行一级一级处理，最后得到推动听筒发声的音频信号。解调大都在中频处理集成电路（IC）内完解调后得到频率相同的模拟同相/正交信号，然后进入逻辑/音频处理部分进行后级的处理。 2 逻辑/音频部分; 包括逻辑处理和音频处理两个方面的内容。2.1 音频处理部分2.1.1发送音频处理过程 来自送话器的话音信号经音频放大集
21、成模块放大后进行A/D变换、话音编码、信道编码、调制，最后送到射频发射部分进行下一步的处理.2.1.2 接收音频处理过程从中频输出的RXI、RXQ信号送到调制解调器进行解调，之后进行信道解码、D/A变换，再送到音频放大集成模块进行放大。最后，用放大的音频信号去推动听筒发声。 2.2 逻辑处理部分 手机射频、音频部分及外围的显示、听音、送语、插卡等部分均是在逻辑控制的统一指挥下完成其各自功能。顺着前面讲的三种线中控制线的流向进行分析，可以弄清逻辑部分怎样对各部分进行功能控制。 手机工作原理简介 3 . 输入输出部分 输入输出部分在维修中主要指：显示、按键、振铃、听音、送话、卡座等部分，有时也称界面部分 二、手机的电路工作原理 手机之所以能相互通信，是因为它是由三部分协调工作的结果，这三部分分别为射频部分、逻辑部分和电源部分，要了解手机的工作原理其实只要了解这三部分是如何工作的就可以了。SHANGHAI HUAQIN TELECOM TECHNOLOGY CO.,LTD Thanks！
