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智能手机维修技术培训---西可电子---第一章，智能手机工作原理简单描述智能手机应用是当前移动应用中的一个流行区域，未来随着智慧手机发展，企业管理软件和电子商务软件逐渐在智能手机终端应用，移动开发会变的越来越开放，了解手机原理和软件运行机制也变的非常重要。1手机运行原理1)概述。手机有CPU、内存、输入输出设备，其中有一个比较重要的输入输出设备就是空中接口(移动终端与基站之间的接口)。手机通讯功能便可以利用空中接口协议和基站建立通信，然后完成语音和数据的传输。一般手机CPU的芯片不是独立的，而是基带处理芯片的一个单元，也称被作CPU核。手机的核心是基带处理芯片，其中包含比较通用的CPU核单元、DSP核单元、通信协议处理单元。空中接口要求的通信功能由通信协议处理单元和手机协议软件一起完成。而手机软件和Pc机一样。2)单CPU和双CPU。大部分手机是单CPU，也就是只有基带处理芯片中的CPU核。通信协议、用户接口都要在这个CPU核上运行。不过DSP核会分担一些计算量比较复杂的程序算法，例如语音编译码、安全层的各种算法、应用软件的业务逻辑算法等。随着手机的发展，摄像头、蓝牙、MP3、MP4这些功能可以依靠硬件来实现，相对来说给CPU的压力不是很大，但嵌入式浏览器、虚拟机、嵌入式数据库、应用软件等就会对CPU资源有较高的要求。单CPU的首要任务是完成通信协议，并且通信协议软件有着很精确的定时要求，因II~#CPU还要兼顾应用软件就比较困难了。于是便有了双CPU手机。双CPU手机的其中一个CPU专门把通信协议做好，另一个CPU负责UI、虚拟机、嵌入式数据库、嵌入式浏览器等功能。两个CPU可以分开，或者做在一个芯片里。在市场上很多没有基带处理芯片开发能力的手机设计公司(DesignHouse)就购买国外的手机模块，在外面再加一块CPU实现双CPU。模块跑通信协议，自己加的CPU跑UI和应用软件，两者通过串口通信。智能手机基本上全是双CPU，iPhone、Android、OPhone、WindowsMobile、Symbian、嵌入式RNⅨ全是运行在第二块CPU上的。这些商业操作系统无法和无线通信协议软件集成到一块CPU上。双CPU的手机功能强，但它们一般体积大，耗电多，成本高。大部分手机应用在单CPU方案里也能实现。现在国内小巧、实用、低成本的单CPU方案还是占据较大的市场份额。3)手机软件组成。手机软件与PC机软件相同都是从中断向量表开始。复位的处理程序是中断向量表的第一个跳转指令，然后是中断处理、错误处理的跳转指令。当手机加电后就跳转到复位的处理程序，开始检查内存、初始化c运行环境，然后创建第一个任务。其它任务会由这个任务按顺序创建、启动。有一些小灵通的协议栈,是单任务的，没有操作系统，由主程序轮流调用各个软件模块的处理程序来模拟多任务环境，但是绝大多数手机程序都是多任务的。手机软件可以粗略地分成启动模块、操作系统、协议栈、本地存储、数据业务、驱动程序、用户接口和其它应用。操作系统：操作系统在手机软件只占很小一部分。功能主要是提供通信机制、多任务调度。有的操作系统会提供一些不是必须的功能，如：动态内存分配，定时函数。大多数手机的操作系统都是一个很小的内核，而一般手机软件却有几百到上千个源文件、超过一百万行的代码。协议栈：由于协议栈和基带处理芯片的设计密切相关，它是手机软件中昀复杂的一部分。开发协议栈只有具备芯片设计能力的企业才可能开发。协议栈会使用基带处理芯片的所有资源。资料业务：资料业务主要有两种：一种PC机通过手机上网，网络协议全在PC机上，手机提供数据链路就相当一个调制解调器。另一种就是嵌入式数据业务，手机内部包含TCP/PPP等协议，有时还要实现HTTP和嵌入式浏览器。本地存储：一般手机都有一个基于FIASH的文件系统存储数据，现在又出现了嵌入式数据库把数据存储到数据库里和PC的数据库原理差不多。驱动程序：驱动程序包括键盘、电源管理模块、LCD、flash、RTC、串口、USB、SIM卡或UIM卡、射频驱动等。用户接口：用户接口又称作人机接口，负责和用户的交互，在必要的时候调用其它模块的功能。除了手机的必备功能外，用户接口也可能包含一些相对独立的应用程序，如日程表。4)第三方软件原理与运行环境。可以通过数据线或者网络下载一些可执行文件到文件系统中。然后有一个装载器可以执行这些檔。这样第三方就可以开发一些应用程序，下载到手机中来扩充手机功能。第三方软件在虚拟机中便可以运行，如：java虚拟机、android第三方软件运行在Dalvik虚拟机等。2．智能手机的硬件架构具备计算能力和操作系统后，智能手机的功能在理论上能像台式机，笔记本计算机一样强劲。正因为如此，微软积极投入到智能手机的操作系统竞争中。在智能手机的核心芯片开发方面则有另一个IT头英特尔参与。随着计算能力的引入，智能手机的硬件部分远比传统的手机复杂。有趣的是，智慧手机也具有自己的硬件构架，甚至和计算机有几分神似。下面我们就以英特尔PCA（个人互联网客户端）架构为利来了解一下智能手机的硬件架构。一部智能手机主要由3大功能模块（芯片）构成，分别是无线基带芯片，存储芯片和应用处理器，此外，加上LCD显示屏和一些周边配件，就构成一台智能手机。就如计算机由主板，CPU，内存等部件组成一样，这种模块化的架构让众多的开发商都可以参与其中，只需要熟悉与其相关模块，就可以进行开发。无线基带芯片无线基带芯片也称为通讯处理器，负责通讯功能。GSM，CDMA以及未来的3G网络，都有相应的无线基带芯片。存储芯片和掌上计算机类似，智能手机上的存储空间分为两类——ROM和RAM，即只读存储器和随机内存，只读存储器通常采用闪存芯片，用于存放操作系统和出厂时预装的应用程序，即使在电池无电的情况下，存储在闪存中的数据也不会丢失，因此高档的智能手机的闪存容量较大，除保存操作系统外，多余的存储空间可以用于备份通讯簿等重要数据。随机内存才是大家平时所说的智能手机的“内存”通常是采用速度更快的DRAM芯片。随机器有存储数据和运行程序两大用途，用户可以自行划分将多少内存用于“存储”。多少内存用于“程序”。存储内存是用于安装应用程序和保存各种数据的，类似于硬盘的功能，而程序内存则类似于PC上的主存储器，用于运行操作系统和各种应用程序。由于DRAM芯片的数据在掉电后会丢失，因此智慧手机和掌上计算机一样都具有一颗备用电池，在更换主电池或主电池无电的情况下也能保持内存中的数据。应用处理器应用处理器在智慧手机中的作用中的作用和地位，相当于计算机的中央处理器和芯片组。Intel目前的应用处理器主要由PXA25x,PXA26x和PXA27x三大家族均为基于IntetXScale核心的32位处理器均集成了数据运算、媒体处理、内存控制、扩展卡/USB/蓝牙接口控制、基带接口控制等功能。PXA26x首次采用了MCP（多芯片封装）封装技术，把闪存芯片和应用处理器封装在单个芯片中，芯片体积也比PXA25x有进一步缩小。PXA27x是昀新的型号，目前昀高频率达到624MHz，具备“WirelessMMX”（无线多媒体指令集）、“QuickCapture”技术（支持四百万象素数码相机功能）和“WirelessIntelSpeedStep”技术（具有5级低能源模式，电压和频率可以动态改变）。不难发现，这些技术都是PC和笔记本计算机既有技术的“智慧手机版”，而智慧手机处理器的很多概念也与PC和笔记本计算机的处理器大同小异。多媒体加速器多媒体加速器是专门为智能手机提供硬件视频和图形加速的芯片。以Intel2700G为例，它具备2D/3D图形性能、DVD质量视频播放性能和双屏显示能力。多媒体加速器对于智能手机，就好比当年PC上的图形专用加速卡、正因为如此，NVIDIA和ATI两大图形芯片厂商也在积极发展智能手机的多媒体加速器。不过，目前只有顶级的智慧手机才具有多媒体加速器，这些智能手机往往具有全屏MPEG2/MPEG4视频播放和3D图形处理功能。3.智能手机的功能当计算和通讯融合后，我们到底能获得怎样的应用体验呢？就像PC一样，不能上网的设备只是一个信息孤岛，而通过网络就能随时随地地获得各种信息。下面我们就以多普达696i智慧手机为例，谈谈智能手机的功能。手机功能高性能和大屏幕让智能手机的功能变得空前强大，WindowsMobile的智能手机具有和桌面Windows操作系统相同风格的接口和操作方法。不仅联系人名单和日程表都可以和Outlook同步，还可以直接把日程和会议安排通过短信或E-mail发送给你的同事。上网功能通过GPRS连接到Internet，能够实现网页浏览、收发E-mail等网络应用。MSNMessenger、QQ、YaHooMessenger等实时通讯工具也都有智能手机版本，能够随时随地和朋友聊天。智能手机无需通过计算机下载电子书，可以随时在Internet上查找和下载。办公功能WindowsMobile的智慧手机支持Word、Excel、PowerPoint和PDF等文文件的显示，唯一遗憾的是屏幕小了点。商务功能智慧手机提供了针对商务人士工作与交流需求的多种软件，比如Worldmate提供的世界时钟、外币兑换、物品清单等功能对于经常作国际旅行的商务人士就非常实用，它还能通过网络获取全世界主要大城市的天气预报。而商旅宝则提供了国内大城市的信息、地图，以及宾馆、机票预定等功能。此外，安装相应的软件，股票行情和银行服务也能尽在掌握4．Android智能系统理论概要Android是一种以Linux为基础的开放源码操作系统，主要使用于便携设备。目前尚未有统一中文名称，中国大陆地区较多人使用安卓（非官方）或安致（官方）。Android操作系统昀初由AndyRubin开发，昀初主要支持手机。2005年由Google收购注资，并组建开放手机联盟开发改良，逐渐扩展到平板计算机及其它领域上。Android的主要竞争对手是苹果公司的iOS以及RIM的BlackberryOS。2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。2011年11月数据，Android占据全球智能手机操作系统市场52.5%的份额，中国市场占有率为58%。中文名安卓编程语言C/C++（底层）Java等（应用层）开发商Google/开放手持设备联盟源码模式混合（自由免费，开放源码）发行商Google包类型APK发行时间2008年9月23日支援平台ARM、MIPS、x86内核类整块性核心（Linux）Android一词昀早出现于法国作家利尔亚当（AugusteVilliersdel'Isle-Adam）在1886年发表的科幻小说《未来夏娃》（L'èvefuture）中。他将外表像人的机器起名为Android。内置服务谷歌移动服务（英文：GoogleMobileService）是谷歌的一项服务，该服务简称“Gapps”，指在让用户利用移动电话或其它移动设备使用谷歌搜索、谷歌地图、Gmail、YouTube、AndroidMarket等谷歌服务产品。谷歌将谷歌移动服务（Gapps）内嵌到Android手机系统中，并且对android手机生产商给予不同程度的授权。命名规则Android用甜点作为它们系统版本的代号的命名方法开始于Android1.5发布的时候。作为每个版本代表的甜点的尺寸越变越大，然后按照26个字母数序：纸杯蛋糕，甜甜圈，松饼，冻酸奶，姜饼（Android2.3），蜂巢，冰激凌三明治，根据昀新消息新一代Android版本将命名为果冻豆（JellyBean）。版本备注Android1.12008年9月发布的Android第一版Android1.5Cupcake（纸杯蛋糕）2009年4月30日，官方1.5版本（Cupcake纸杯蛋糕）的Android发布。主要的更新如下：1、拍摄/播放影片，并支持上传到Youtube2、支持立体声蓝牙耳机，同时改善自动配对性能3、昀新的采用WebKit技术的浏览器，支持复制/贴上和页面中搜索4、G