智能手機(jī)的硬件組成部分及結(jié)構(gòu)圖

隨著通信產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，移動(dòng)終端已經(jīng)由原來單一的通話功能向語音、數(shù)據(jù)、圖像、音樂和多媒體方向綜合演變。而移動(dòng)終端基本上可以分成兩種：一種是傳統(tǒng)手機(jī)（featurephone）；另一種是智能手機(jī)（smartphone）。智能手機(jī)具有傳統(tǒng)手機(jī)的基本功能，還具有以下特點(diǎn)：開放的操作系統(tǒng)、硬件和軟件可擴(kuò)充性，以及支持第三方的二次開發(fā)。相對(duì)于傳統(tǒng)手機(jī)，智能手機(jī)以其強(qiáng)大的功能和便捷的操作等特點(diǎn)受到了入們的青睞，成為市場(chǎng)的一種潮流。

1.1、智能手機(jī)的整體結(jié)構(gòu)

智能手機(jī)可以被看作袖珍的計(jì)算機(jī)。它有處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備（鍵盤、顯示屏、USB接口、耳機(jī)接口、攝像頭等）及I/O通道。手機(jī)通過空中接口協(xié)議（例如GSM、CDMA、PHS等）和基站通信，既可以傳輸語音，也可以傳輸數(shù)據(jù)。

如圖1所示為智能手機(jī)的外部結(jié)構(gòu)。

打開手機(jī)的外殼，拆開電路板等元件，可以看清智能手機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。圖2為智能手機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

智能手機(jī)的主電路板是手機(jī)中最重要的部件，它位于智能手機(jī)的內(nèi)部，與各部件之間通過數(shù)據(jù)軟線或觸點(diǎn)相連接。主電路板可以說是手機(jī)的核心部件，它負(fù)責(zé)手機(jī)信號(hào)的輸入、輸出、處理、手機(jī)信號(hào)的發(fā)送，以及整機(jī)的供電、控制等工作。圖3為智能手機(jī)主電路板。

【小知識(shí)】

不同品牌的智能手機(jī)電路板的設(shè)計(jì)會(huì)有所不同，有的智能手機(jī)只有一塊電路板，有的智能手機(jī)除了有主電路外，還有副電路板。副電路板一般連接接口、攝像頭等附件。

從圖3中可以看出，智能手機(jī)的主電路板上安裝的都是貼片元器件，排列十分緊密，并且電路板上的主要芯片都采用BGA形式焊接在電路板上。

【提示】

BGA的全稱是BallGridArray（球柵陣列結(jié)構(gòu)的PCB），它是集成電路采用有機(jī)載板的一種封裝法。它的特點(diǎn)是：封裝面積少；功能加大，引腳數(shù)目增多；PCB板熔焊時(shí)能自我居中，易上錫；可靠性高；電性能好，整體成本低等。

1.2、智能手機(jī)電路結(jié)構(gòu)

智能手機(jī)的電路是智能手機(jī)的核心，負(fù)責(zé)手機(jī)的供電、控制以及手機(jī)各種功能的實(shí)現(xiàn)。智能手機(jī)的電路主要包括：射頻電路、語音電路、處理器及存儲(chǔ)器電路、電源及充電電路、操作及屏顯電路、接口電路，以及其他功能電路（如藍(lán)牙、天線、收音、傳感器、振動(dòng)器、攝像頭電路等），如圖4所示。

2、智能手機(jī)中的重要芯片

電路板是智能手機(jī)的核心部件，電路板中包括很多手機(jī)專用芯片，這些芯片包括：射頻芯片、射頻功放芯片、處理器芯片、電源管理芯片、存儲(chǔ)芯片、觸摸屏控制芯片等。

2.1、智能手機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能手機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括雙處理器結(jié)構(gòu)和單處理器結(jié)構(gòu)兩種。

1．雙處理器結(jié)構(gòu)

雙處理器結(jié)構(gòu)智能手機(jī)主要包括：主處理器和從處理器，如圖5所示。主處理器運(yùn)行開放式操作系統(tǒng)以及操作系統(tǒng)之上的各種應(yīng)用，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制；從處理器負(fù)責(zé)基本無線通信，主要包括DBB（DigitalBaseband，數(shù)字基帶芯片）和ABB（AnalogBaseband，模擬基帶），完成語音信號(hào)和數(shù)字語音信號(hào)調(diào)制解調(diào)、信道編碼解碼和無線Modem控制。

主處理器也叫AP（ApplicationProcessor，應(yīng)用處理器），從處理器也叫BP（BasebandProcessor，基帶處理器），它們之間通過串口、總線或USB等方式進(jìn)行通信，不同手機(jī)芯片生產(chǎn)集成廠家采用的集成方式都不一樣，目前市面上仍以串口通信為主。

其實(shí)，智能手機(jī)只是在傳統(tǒng)手機(jī)的基本硬件結(jié)構(gòu)中BP的部分增加一定的外圍電路，如音頻芯片、LCD控制、攝像機(jī)控制器、揚(yáng)聲器、天線等，就構(gòu)成了一個(gè)完整的智能手機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)。

2．單處理器結(jié)構(gòu)

單處理器智能手機(jī)只包括一個(gè)處理器，所謂的單處理器就是說智能手機(jī)的基本通信功能（通話、信息、GPRS等）和多媒體、應(yīng)用軟件的處理只用一個(gè)處理器來解決。這枚單處理器集成了數(shù)字基帶、模擬基帶、射頻、電源管理、SRAM等功能，如圖6所示。

2.2、負(fù)責(zé)調(diào)制和解調(diào)信號(hào)的射頻芯片

在手機(jī)終端中，射頻芯片負(fù)責(zé)射頻收發(fā)、頻率合成、功率放大；而基帶芯片負(fù)責(zé)信號(hào)處理和協(xié)議處理。簡單地說，射頻芯片起到一個(gè)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的作用。有的射頻芯片還為處理器芯片提供26MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)。如圖7所示為智能手機(jī)中的射頻芯片。

2.3、放大信號(hào)的射頻功率放大器芯片

智能手機(jī)中的射頻功率放大器芯片的作用主要是對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行放大，使得有足夠的功率發(fā)射給基站。射頻功率放大器是智能手機(jī)中耗電量較大的元件之一，它內(nèi)部主要集成了濾波器、放大器、匹配電路、功率檢測(cè)、偏壓控制等電路。如圖8所示為射頻功率放大器芯片。

2.4、中央處理器芯片

中央處理器（CenterProcessingUnit，CPU）芯片是智能手機(jī)的核心部件，手機(jī)中的微處理器類似計(jì)算機(jī)中的中央處理器，它是整臺(tái)智能手機(jī)的控制中樞系統(tǒng)，也是邏輯部分的控制核心。微處理器通過運(yùn)行存儲(chǔ)器內(nèi)的軟件及調(diào)用存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)庫，達(dá)到對(duì)手機(jī)整體監(jiān)控的目的。凡是要處理的數(shù)據(jù)都要經(jīng)過CPU來完成，手機(jī)各個(gè)部分的管理等都離不開微處理器這個(gè)司令部的統(tǒng)一、協(xié)調(diào)指揮。隨著集成電路生產(chǎn)技術(shù)及工藝水平的不斷提高，手機(jī)中微處理器的功能越來越強(qiáng)大，如在微處理器中集成先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）等。處理器的性能決定了整部手機(jī)的性能。目前智能手機(jī)處理器廠商主要有：德州儀器、Intel、高通、三星、Marvell、英偉達(dá)、華為等。如圖9所示為手機(jī)處理器芯片。

2.5、管理手機(jī)供電的電源管理芯片

電源管理芯片（PowerManagementIntegratedCircuits）是在智能手機(jī)系統(tǒng)中承擔(dān)對(duì)電能的變換、分配、檢測(cè)及其他電能管理職責(zé)的芯片。同時(shí)，還可以對(duì)電池充電進(jìn)行管理和控制，如圖10所示。

2.6、儲(chǔ)存信息的存儲(chǔ)芯片

智能手機(jī)的存儲(chǔ)器有多種：Flash存儲(chǔ)器、RAM隨機(jī)存儲(chǔ)器、ROM只讀存儲(chǔ)器等，其中，手機(jī)存儲(chǔ)器主要用來存儲(chǔ)手機(jī)的主程序、字庫、用戶程序、用戶數(shù)據(jù)等，如圖11所示。

RAM隨機(jī)存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)智能手機(jī)運(yùn)行時(shí)的程序和數(shù)據(jù)，需要執(zhí)行的程序或者需要處理的數(shù)據(jù)都必須先裝入RAM內(nèi)。

ROM只讀存儲(chǔ)器是指只能從該設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)而不能往里面寫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。ROM中的數(shù)據(jù)是由手機(jī)制造商事先編好固化在里面的一些程序，使用者不能隨意更改。ROM主要用于檢查手機(jī)系統(tǒng)的配置情況，并提供最基本的輸入輸出（I/O）程序。

Flash存儲(chǔ)器是一種長壽命的非易失性（在斷電情況下仍能保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息）存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)刪除不是以單個(gè)的字節(jié)為單位，而是以固定的區(qū)塊為單位。由于Flash存儲(chǔ)器斷電時(shí)仍能保存數(shù)據(jù)，它通常被用來保存設(shè)置信息，如用戶對(duì)手機(jī)的設(shè)置信息等。

2.7、管理聲音的音頻處理器芯片

智能手機(jī)的音頻處理器主要處理手機(jī)的聲音信號(hào)，它主要負(fù)責(zé)接收和發(fā)射音頻信號(hào)，是實(shí)現(xiàn)手機(jī)聽見對(duì)方聲音的關(guān)鍵元件。音頻處理器對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行解碼、D/A轉(zhuǎn)換等處理后輸出音頻信號(hào)。如圖12所示為音頻處理器芯片。