智能手机硬件架构分析
智能手机组成分析
智能手机组成分析智能手机已经成为了现如今社会人们必不可分的电子设备。
它有着较长的发展史——摩托罗拉作为世界上第一台移动电话问世于1983年，外形笨重且价格昂贵，但是它的诞生奠定了摩托罗拉手机部门在移动通讯业界20余年不可动摇的地位。
现在的手机外形不再像“大哥大”般那样的笨重，它变得更加的轻薄，变得更加的便捷。
而且手机变得更加的智能化，它的功能繁多，不仅仅局限于通讯等单一功能，而是可以根据个人需要，扩展机器内置功能。
如今的手机不仅具备通讯功能，还能够支持在线内容服务，也支持与pc端的在线数据同步功能。
但是，归根到底，智能手机是一台机器，是硬件和软件的相互结合。
附：手机硬件组成图一、手机电路主板电脑有主板是人尽皆知的，手机作为电子产品同样也拥有主板。
主板就如同建房是的地基一样所有的手机电子元器件全部都安装在主板上，主板的选材影响着整部手机的性能，所以“欲立高楼”就要选好其“根基”，一块优质的电路主板对于是否能够成就一部好手机至关重要。
二、手机的功能电路结构一部移动电话包括无线接收机(Receiver)、发射机(Transmitter)、控制模块(Controller)及人机界面部分(Interface)和电源(Power Supply)。
数字手机从电路可分为，射频与逻辑音频电路两大部分。
其中射频电路包含从天线到接收机的解调输出，与发射的 I/Q 调制到功率放大器输出的电路；逻辑音频包含从接收解调到，接收音频输出、发射话音拾取(送话器电路)到发射 I/Q 调制器及逻辑电路部分的中央处理单元、数字语音处理及各种存储器电路等。
如下图：从印刷电路板的结构一般分为：逻辑系统、射频系统、电源系统，3个部分。
在手机中，这 3个部分相互配合，在逻辑控制系统统一指挥下，完成手机的各项功能。
三、核心大脑“CPU”手机作为一台现代计算机设备的重要组成部分，它要完成用户们下达的指令则需要进行大量的运算。
手机中的CPU就承当着接受所有运算，它之于手机就如同大脑之于人类一样，所以会被称为手机的“大脑”。
ARM Cortex A8构架比ARM11强多少
ARM Cortex A8并不能说是电脑意义上的核心数, 而是指里面充当主角的ARMCortex-A8、IVA2＋、POWERVR SGX Graphics Core、Image Signal Processor（ISP）四个处理核心, 各自都发挥着很大作用, 比如说IVA2＋图像、视频、音频加速器、SGX 图形内核、集成的图像信号处理器Image Signal Processor（ISP）的分工协作,在65纳米工艺下，其功耗低于300毫瓦，而性能却高达2000MIPS。
ARM Cortex-A8处理器是一款适用于复杂操作系统及用户应用的应用处理器在不到ARM11一半功耗的情况下可提供比基于ARM11处理器最多达到三倍的性能增益。
ARM Cortex A8是针对高端市场, 而ARM11针对的是中低端市场完全没有可比性。
MSM7200? 是一个芯片组啊采用双核构架，有一个400MHz的Arm11核心负责程序部分，一个频率为274MHz的Arm9核心负责通讯，拥有高速的网络接口，可以支持GPRS、EDGE、WCDMA、HSDPA、HSUPA 等数据连接，另外MSM7200还可以提供Java硬件加速、拥有独立的音频处理模块、内建Q3Dimension 3D渲染引擎，支持OpenGL ES 3D图形加速，拥有每秒4百万多边形计算、133万像素填充能力。
从硬件上支持H.263以及H.264的视频解码。
在摄像头方面最大可以支持并且还内建GPS模块。
可以说MSM是一块高度集成的处理器。
OMAP3430第一款采用TI 的OMAP™ 3 架构的器件, 就是基于传说中的ARM Cortex A8构架,比ARM11 的处理器多至三倍的性能增益，采用65nm CMOS 工艺设计的应用处理器，OMAP3430 在降低内核电压并增加了降低功耗的特性的同时比以前的OMAP 处理器系列具有更高的工作频率。
总得来说OMAP3430跟MSM7200是比不了的, 强悍ARM Cortex A8构架 ,完秒MSM7200 。
智能手机硬件架构ppt
锂聚合物电池
概述
锂聚合物电池是一种新型的可充 电电池，其电解质是液态的，但
被聚合物所包围。
优点
锂聚合物电池具有更高的能量密度、 更轻的重量、更小的体积等优点， 能够提供更长的续航时间和更薄的 电池设计。
应用
锂聚合物电池广泛应用于智能手机、 平板电脑、可穿戴设备等领域。
智能手机硬件架构
目 录
• 引言 • 智能手机硬件概述 • 处理器详解 • 存储器详解 • 输入输出设备详解 • 电池详解 • 智能手机硬件架构总结
01 引言
主题简介
智能手机硬件架构
介绍智能手机硬件架构的基本概念、组成和功能。
智能手机硬件架构的发展历程
从最早的模拟信号手机到现代的智能手机，硬件架构经历了巨大的变革。
x86架构具有高性能、高扩展性和高兼容性的特点，能够提供强大的计算 能力和多任务处理能力。
x86架构的处理器核心通常包含更多的执行单元和复杂控制逻辑，以实现 更广泛的指令集和更高的指令执行效率。
其他处理器架构
1 2 3
MIPS架构
MIPS架构是一种独立发展的指令集架构，具有 简洁的指令集和高效的处理能力，主要应用于网 络设备和部分嵌入式系统。
麦克风
用于录音和语音识别，支持降噪和回声消除等功能，以提高 通话和语音识别的质量。
06 电池详解
锂离子电池
概述
锂离子电池是一种可充电 的电池，其工作原理是通 过锂离子在正负极之间的 移动来储存和释放能量。
优点
锂离子电池具有高能量密 度、无记忆效应、自放电 率低等优点，能够提供较 长的续航时间。
应用
液晶显示屏（LCD）
智能手机架构及其工作原理
谢谢！ ☺
智能手机架构及其工作原理
李峰
2014-12-23
内容概要
1.智能手机的发展简述 2.智能手机的基本类型
3.智能手机的基本架构
4.智能手机的基本原理
1.智能手机的发展简述
智能手机（smart phone)：是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，可以由用 户自行安装软件/游戏等第三方服务商提供的程序，通过此类程序不断对手机的功能 进行扩充，并可以通过无线通讯网络来实现无线网络接入的这样一类手机的总称。 2007年Apple公司将触控技术引入iphone os的设计中将可触摸宽屏网页浏览/手机 地图、移动电话等功能完美地融合为一体。 2008年9月Google公司开发出Android系统，以其良好的用户体验和开放性的设计 成功打入智能手机市场， 2011年2月诺基亚正式与微软达成战略合作，致力于windows phone的发展。 从智能手机的操作系统来分，安卓、iOS、WP手机三足鼎立。 其全球市场份额分别 为84.6%、11.9%、2.7%（注：2014年第二季度数据）。
3.智能手机的架构
图3-1为Biblioteka 能手机的架构图智能手机的硬件基本结构大多采用双处理器架构：主处理器和从处理器。主处理器运行开放式操作系统以 及操作系统之上的各种应用，负责整个系统的控制；从处理器负责基本无线通信，主要包括DBB（Digital Baseband，数字基带芯片）和ABB（Analog Baseband，模拟基带），完成语音信号和数字语音信号 调制解调、信道编码解码和无线Modem控制。
图3-1 智能手机的架构
4.智能手机的工作原理
手机的最基本就是打电话，首先人的声音通过麦克风转化成模拟的话语信号，模拟 的话音信号转换成数字信号，通过内部电路在转换为射频信号，射频信号通过电磁 波进行传输，在接收端将射频信号转换成数字信号，数字信号被还原成模拟的话音 信号，模拟的话音信号通过扬声器转换成人能听到的声音。 智能手机的一个显著特点是支持第三方应用程序对手机功能的扩展。软件通过手机 硬件中的逻辑单元执行了软件的功能。
8手机框图与原理
电源
(PMU) 给 整 机 供 电
显示、按键、SIM等外设
数字基带 （DBB）
RF 接收机 发射机
(ABB)
模 拟 基 带
数字基带（DBB）：在软件的支持下，提供通信协议处理、 数字信号处理、整机的功能控制、各种接口控制与管理。
电源
(PMU) 给 整 机 供 电
显示、按键、SIM等外设
数字基带 （DBB）
显示、按键、SIM等外设
电源
(PMU) 给 整 机 供 电
数字基带 （DBB）
RF 接收机 发射机
(ABB)
模 拟 基 带
电源
(PMU) 给 整 机 供 电
显示、按键、SIM等外设
数字基带 （DBB）
RF 接收机 发射机
(ABB)
模 拟 基 带
电源管理（PMU）：通常提供开关机控制、电池接口、 充电控制、复位、各种基带与射频提供电源。有一些PMU还 可能集成了音频放大器、时钟缓冲放大器、SIM卡接口电路 等。
天线 RF测试接口
天线 RX 开关
TX
功率放 大器
射频 芯片
芯片内部的结构，但零中频是手机
射频电路一惯的特点。
主要作用：负责射频信号的调制与解调
天线 RF测试接口
天线 RX 开关
TX
功率放 大器
射频 芯片
充电电 路
典型手机的整体方框图
送话器
内存颗 粒
中央处 理器
CPU
存储卡 触摸屏 LCD
PMU
听筒
作业：
1、在手机的主板上面一般有哪些硬件模块？ 2、请画出智能手机的简易方框图
天线
射频部分
RF测试接口
天线 RX 开关
智能移动设备的硬件体系结构
华为海思
• 海思处理器。海思处理器是华为自主研发的国产 处理器，刚刚出道的时候也有过软件兼容性以及 流畅度不足的问题。但是经过了磨练，海思有了 长足的进步，软件兼容性和系统流畅度大幅提升 ，成为国产cpu的一颗冉冉新星。
联发科MTK
• 联发科。说起联发科，就让人想起山寨手机，想 当年联发科的MTK处理器可是存在于大街小巷的 山寨手机之中。进入智能机时代，联发科也推出 双核、四核处理器。参数那是相当诱人。性能低 ，但是换来了低功耗，续航表现表现优异。
主讲人：
移动智能终端定义
• 移动智能终端拥有接入互联网能力，通常搭载各 种操作系统，可根据用户需求定制化各种功能。 生活中常见的智能终端包括移动智能终端、车载 智能终端、智能电视、可穿戴设备等
移动智能终端的发展
• 移动终端或者叫移动通信终端是指可以在移动中使用的计 算机设备，广义的讲包括手机、掌上电脑、平板电脑、 POS机甚至包括车载电脑。但是大部分情况下是指手机或 者具有多种应用功能的智能手机以及平板电脑。随着网络 和技术朝着越来越宽带化的方向的发展，移动通信产业将 走向真正的移动信息时代。另一方面，随着集成电路技术 的飞速发展，移动终端的处理能力已经拥有了强大的处理 能力，移动终端正在从简单的通话工具变为一个综合信息 处理平台。这也给移动终端增加了更加宽广的发展空间。
什么是手机处理器？
• 处理器（Center Processing Unit，简称CPU）是手机的核心部件， 手机中的微处理器类似计算机中的中央处理器(CPU)，它是整台手机 的控制中枢系统，也是逻辑部分的控制核心。微处理器通过运行存储 器内的软件及调用存储器内的数据库，达到对手机整体监控的目的。 凡是要处理的数据都要经过CPU来完成，手机各个部分管理等都离不 开微处理器这个司令部的统一、协调指挥。随着集成电路生产技术及 工艺水平的不断提高，手机中微处理器的功能越来越强大，如在微处 理器中集成先进的数字信号处理器(DSP)等。处理器的性能决定了整 部手机的性能。
智能手机硬件架构
智能方式硬件架构智能方式硬件架构一、概述智能方式硬件架构是指智能方式中各个硬件组件和模块的布局和连接方式，涉及到处理器、内存、存储器、显示屏、摄像头、传感器等多个方面。
本文将对智能方式硬件架构进行详细介绍。
二、处理器及内存1.处理器架构：a) 主流处理器架构：ARM、x86等。
b) 核心数和频率：双核、四核、八核等。
c) 制造工艺.10nm、7nm等。
d) GPU（图形处理器单元）类型和性能。
2.内存：a) RAM（随机存取存储器）容量.2GB、4GB、8GB等。
b) ROM（只读存储器）容量.64GB、128GB、256GB等。
c) 存储扩展方式：MicroSD、UFS等。
三、显示屏与触控技术1.显示屏类型：a) LCD（液晶显示器）：TFT、IPS、LTPS等。
b) OLED（有机发光二极体显示器）：AMOLED、Super AMOLED等。
c) 分辨率和屏幕尺寸。
2.触控技术：a) 电容触摸屏技术：电容式触摸、多点触控等。
b) 屏幕指纹识别技术。
c) 屏幕显示效果和色彩准确度。
四、摄像头和传感器1.摄像头：a) 前置摄像头：像素数、光圈值、美颜功能等。
b) 后置摄像头：像素数、光圈值、光学防抖等。
c) 拍照功能和智能识别。
2.传感器：a) 陀螺仪、加速度计、磁场传感器等。
b) 环境光传感器和距离传感器。
c) 指纹传感器和人脸识别技术。
五、网络连接及通信模块1.无线网络连接：a) 蜂窝网络.4G LTE、5G等。
b) Wi-Fi连接标准.802.11a/b/g/n/ac/ax。
c) 蓝牙版本和蓝牙功能。
2.通信模块：a) SIM卡槽类型和支持的运营商。
b) NFC（近场通信）功能。
c) GPS（全球定位系统）功能。
六、电池和充电技术1.电池容量和类型：a) 毫安时（mAh）容量。
b) 锂离子电池、聚合物电池等。
2.充电技术：a) 有线充电：USB充电接口类型和功率。
b) 无线充电：Qi标准和功率。
智能手机硬件风险
HH无线谭志宏2010-09-21第一部分智能手机硬件架构随着通信产业的不断发展，移动终端已经由原来单一的通话功能向话音、数据、图像、音乐和多媒体方向综合演变。
而对于移动终端，基本上可以分成两种：一种是传统手机(feature phone)；另一种是智能手机(smart phone)。
智能手机具有传统手机的基本功能，并有以下特点：开放的操作系统、硬件和软件的可扩充性和支持第三方的二次开发。
相对于传统手机，智能手机以其强大的功能和便捷的操作等特点，越来越得到人们的青睐，将逐渐成为市场的一种潮流然而，作为一种便携式和移动性的终端，随着智能手机的功能越来越强大，其工作的稳定性和功耗也越来越大。
因此，必须提高智能手机的使用可靠性和使用时间以及待机时间。
对于使用时间和待机时间这个问题，有两种解决方案：一种是配备更大容量的手机电池；另一种是改进系统设计，采用先进技术，降低手机的功耗。
对于手机的可靠性，需要从硬件设计和软件设计上整体加以保证。
因此，智能手机的硬件风险比起传统手机(feature phone)必然会高很多。
下面对智能手机面临的传统硬件风险加以讨论：下图是基于marvell920平台的简单硬件架构PXA920智能手机硬件架构第一部分智能手机硬件架构Text TextText¾从硬件架构图可看出，基于该平台的智能手机主要分几大部分¾一、2G/3G RF部分¾完成与2G/3G无线网络的空中接口，即实现与2G/3G无线网络的语音和数据交换，承载无线业务。
¾二、Digital BaseBand部分¾该部分即是marvell的PXA920，一款高度集成的处理器，它集成了应用处理器和通信处理器。
¾同时实现了传统应用处理器+无线modem的功能，应用处理器部分担当传统AP的角色，处理诸如MMI、流媒体等功能，通信处理器部分担当传统的无线modem部分的功能，在应用处理器和2G/3G无线网络之间提供传输通道，完成诸如无线通信协议处理、语音与数据的调制与解调等功能。
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智能手机硬件架构分析
摘要:伴随现代电子信息相关科学技术持续进步发展，智能手机在全国范围
内普及应用，人们对于智能手机内部硬件和结构要求逐步提升，而若想为今后更
好地优化改进智能手机整体硬件功能，持续提升智能手机的硬件部分设计开发相
关技术水平，就务必要持续增加对智能手机内部硬件结构相关课题研究，便于更
为全面细致了解其内部硬件架构。
故本文主要围绕着智能手机内部硬件架构开展
深入研究及探讨，期望可以为后续更多技术工作者和研究学者对此类课题的实践
研究提供有价值的指导或者参考。
关键词：智能手机；硬件架构；结构
前言
对于智能手机来说，硬件属于其总体结构的核心部分。
因而，综合分析智能
手机内部硬件架构，对今后更好地优化智能手机内部硬件架构来说，有着一定的
现实意义和价值。
1.
简述智能手机总体结构
内含独立操作系统以及运行空间，用户可自行安装系统软件、导航、游戏相
关第三方的服务商所提供设备，借助移动通讯相应网络来接入无线网络手机类型，即智能手机。
对于智能手机总体结构，其属于袖珍计算机，内含处理器、I/O通道、存储器，还有如摄像头、耳机接口、USB接口、显示屏，侧按键和各种传感
器等相关输入/输出设备。
智能手机借助如PHS、CDMA、GSM、空中的接口协议，
5G通信协议与基站实现通信、数据以及语音传输等[1]。
1.
硬件架构
2.1产品定位和需求分析
智能手机在总体硬件架构设计之前，先要明确产品定位，产品定位为高端，中端还是低端。
当然还需要定位该段位产品的特色和亮点和价格，这样方便选取配置，也就是需求分析。
譬如说平台选用MTK平台还是高通平台或者三星平台，显示屏选用Amoled屏还是Incell屏，前置摄像头选用数量和像素以及功能的分配，后置摄像头的数量和像素以及功能的分配等等。
同时产品的外形构造是否满足产品的定位和需求分析，都和硬件架构相关。
因此硬件架构分析牵涉到关键器件的选用，平台和芯片的选用与处理，结构空间的堆叠布局，极限位置的厚度分析等等。
2.2关键器件的选用
首先需要根据智能手机的产品定位，我们选用与之匹配的关键器件，否则乱选用不同的关键器件，会导致产品的成本与产品的定位不符，最终影响到产品的策略。
因此必须选用与产品定位符合的关键器件。
当然产品定位也是根据用户需求来定义的，譬如手机电量一般使用一天以上，但是随着5G手机持续普及，视频和游戏以及刷抖音等高耗电应用场景进一步提高，手机耗电量加大很多，有时手机电池电量一天都用不了。
为了满足用户至少一天的电池使用电量，就必须要加大手机电池电量的容量，其中厚度方向对手机电池电量影响最大，因此必须要加大手机电池的厚度，在满足手机整机轻薄厚度的前提下，如何设计更厚的电池就显得尤为重要。
再譬如随着5G通信的普及，消费者使用视频电话和自拍的场景越来越多，因此选用更高像素的前置摄像头就迫在眉睫，自拍出更清晰，像素更高的图片和视频，用户的必然选择。
因此就必须选用像素更高或者加持AF自动对焦的前置摄像头。
智能手机越高端，意味着选用的关键器件就越高端，譬如显示屏选用120HZ 高刷屏的柔性屏，或者后置摄像头选用一亿像素的摄像头等等。
2.3平台和芯片的选用与处理
2.3.1在主电路板以及电路结构层面
智能手机总体硬件架构当中，主电路板是平台与芯片实现最优化的载体。
主
电路板属于重要部件，其通常和各部件经数据软线或者是触点相予以有效连接。
主电路板属于智能手机当中硬件架构核心，负责智能手机的信号输入以及输出、
发送以及处理信号、整机供电以及各项控制操作。
BGA，属于集成电路所用有机
载板封装方法，所具备特点集中表现为少封装面积、较多引脚数目、强大功能加
大等；PCB板熔焊期间可自我居中，且易于上锡，有着优良电性能以及可靠性高、低成本等优势。
智能手机总体硬件架构当中，电路负责为手机供电，且具备相应
控制功能。
智能手机总体硬件架构当中，电路以接口、电屏显、操作、电源和充电、存储器、处理器、语音、射频等电路为主，还包含着如摄像头、振动器、传
感器、收音、天线、蓝牙等其余功能电路[2]。
2.3.2在处理器层面
1）在双处理器层面
双处理器式硬件架构的智能手机，其内部以主处理器以及从处理器为主。
主
处理器主要运行开放形式的操作系统及操作系统内部各种应用，负责控制整个系统；从处理器，则用于基本的无线通信，内含数字基带的芯片（DBB）、模拟基
带（ABB），调制解调语音信号以及数字化语音信号、信道的编码解码、控制无
线Modem等。
主处理器，即应用处理装置（AP），从处理器即基带处理装置（BP），两者间借助串口、USB、总线方式实现通信，手机不同芯片生产厂所用
集成方式往往有着差异性，市面上目前仍多为串口通信。
智能手机，其实是传统
手机硬件架构当中BP内增加如天线、扬声器、摄像机的控制器、LCD控制、音频
芯片相应特定外围电路，构成智能手机完整硬件架构。
2）在单处理器层面
单处理器式硬件架构的智能手机仅含处理器，单处理器即为智能手机如GPRS、信息、通话各项基本的通信功能以及多媒体、系统应用软件处理等仅用单个处理
器便予以解决。
单处理器主要集成SRAM、电源管理、射频、模拟基带、数字基带
各项功能。
2.3.4在重要芯片层面
1)在处理器的芯片层面
中央的处理器（CPU）芯片，从属智能手机整个硬件架构核心部件，智能手
机微处理器，其与计算机内部中央的处理器较为类似，属于整台的智能手机实现
有效控制的重要中枢系统，更属于逻辑控制的核心部分。
微处理器井存储器内部
软件运行和存储器内部数据库调用，确保整体监控智能手机目的得以实现。
2）在电源管理的芯片层面
用于对智能手机供电电源实施有效管理的芯片，即电源管理的芯片，智能手
机总体硬件架构当中，负责电能变换以及检测，并管理其余电能一种芯片，可实
现对于电池充电有效管控。
2.4结构空间的堆叠布局
在智能手机总体硬件架构当中，结构空间的堆叠布局是非常重要的环节，它
牵涉到各个关键器件的位置摆放，系统全面地影响到天线的性能，电子基带射频
的性能，外观ID的美观，结构可靠性和精致精细度，零件的可制造性，整机的
组装性等等。
譬如几个后置摄像头位置摆放直接牵涉到主板有限空间内是否能摆
放出CPU和flash芯片，以及最终电池外形尺寸的影响，天线馈点弹片能否摆下，是否影响到天线实现方式等等。
2.5极限位置的厚度分析
根据产品定义，整机的厚度随着产品定位不同而变化，如果产品定义为极限
超薄，意味着整机厚度被严重压缩，这样就会出现有些位置的厚度不足，必须要
进行厚度分析确定如何对各个零件进行厚度分配，从而满足整机零件的可制造性
和可量产性。
因此对极限位置进行厚度分析是必不可少的环节。
结语
综上所述，智能手机总体硬件架构当中，硬件架构分析牵涉到关键器件的选用，平台和芯片的选用与处理，结构空间的堆叠布局，极限位置的厚度分析等等。
在平台和芯片的选用与处理中，主要包含着主电路板以及电路、处理器，还有如
射频以及射频功放、处理器、电源管理、存储、音频控制等各种芯片，伴随智能
手机相关工艺技术成熟度持续提升，智能手机总体硬件架构得以逐步优化、完善。
参考文献
[1] 李景群. 高性能CNN硬件加速器的研究与设计[D]. 哈尔滨工业大学, 2019,26(003):196-198.
[2] 凌晨鹤. 我国当前智能手机市场结构分析及厂商的竞争策略研究[J]. 2021,15,(018):945-946.
[3] 靖玲. 高通MSM8916处理器的智能手机硬件设计与实现[D]. 上海交通
大学.2019,19(010):222-224.。