微型技術(shù)革命的產(chǎn)物智能型電話

蜂窩式移動電話及智能型手機(jī)已成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧＿@些手機(jī)推出不久即大受歡迎，速度之快著實令人驚異。自從數(shù)字傳輸技術(shù)面世以來，移動電話不斷推陳出新，功能也不斷多樣化，其變化之大并非今日所能想象。

移動電話市場的蓬勃發(fā)展，吸引了不少跨國公司。即使目前經(jīng)濟(jì)低迷，預(yù)計移動電話市場的全球銷量仍將高達(dá) 4.7億部，是迄今最大的單一消費(fèi)市場。

由于通信頻道越來越多，服務(wù)也由簡單的短信傳送 (SMS)，發(fā)展至包括 EMS、MMS、WAP、視頻串流以至其他更先進(jìn)的服務(wù)，而移動電話也不斷自我完善，以便可以支持這些服務(wù)。

但能夠利用這些服務(wù)的移動電話卻日趨笨重。移動電話必須采用更先進(jìn)、更復(fù)雜的技術(shù)，才可支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商提供的服務(wù)。例如，移動電話必須添加更多硬件，加強(qiáng)音頻處理能力，才可處理不同的音頻信號，也需要添加更多硬件，才可捕捉及顯示高清晰度的圖像。由于添加了更多硬件，電池便需要為這些新加的外圍設(shè)備模塊供電，令電池壽命受到一定的影響。要滿足這些要求，移動電話便無法又輕又薄。

這些新加的功能特色成為新一代智能型手機(jī)所特有的基本功能。對于移動電話市場的未來發(fā)展，制造商都各有自己的一套看法。高檔智能型手機(jī)必須具有極高的通信能力，以及能夠支持多種不同的高檔應(yīng)用，而高度集成的低檔移動電話則必須符合成本效益，以及實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

以下將詳細(xì)介紹高、低檔移動電話的不同設(shè)計取向，并以音頻、圖像處理及電源管理等方面的設(shè)計為例作進(jìn)一步的解釋，從中顯示為何美國國家半導(dǎo)體一直能夠為移動電話制造商提供最切合他們需要的芯片產(chǎn)品。

音頻芯片――采用子系統(tǒng)的取向

舊式移動電話基本上只有兩個音頻信號源，它們分別是來自語音通道的語音以及振鈴。

美國國家半導(dǎo)體一直致力為高檔及低檔的電話產(chǎn)品開發(fā)各種不同的芯片，以滿足這兩個市場的需求。

以大眾消費(fèi)市場來說，美國國家半導(dǎo)體有專為低檔電話而開發(fā)的最新產(chǎn)品 LM4906。這款芯片是 Boomero 系列的最新型號，可為標(biāo)準(zhǔn)型號移動電話提供基本的音頻功能，而且采用這款芯片無需加設(shè)旁路電容器，有助節(jié)省成本，縮小印刷電路板面積，以及確保廠商可以更快將產(chǎn)品推向市場。需要添加的外置零部件不超過三個，其中包括揚(yáng)聲器。

至于需要支持更多先進(jìn)功能的新一代智能型電話，美國國家半導(dǎo)體便特別為這類電話提供了一套音頻子系統(tǒng)。美國國家半導(dǎo)體的這套型號為 LM4930 的音頻子系統(tǒng)在功能方面向前邁進(jìn)了一大步，可滿足更多輸入輸出裝置的要求。

采用這款芯片的高檔智能型電話一般都采用通信與應(yīng)用互相分離的結(jié)構(gòu)，例如不同處理器負(fù)責(zé)不同的工作，而其中一個會指定為主處理器，負(fù)責(zé)控制電話的其他子系統(tǒng)，例如通過 I2C 兼容的總線控制音頻子系統(tǒng)。

LM4930 芯片的輸入端 (左邊) 設(shè)有兩個接口。其中一個是 I2S 輸入接口，負(fù)責(zé)為 MP3 播放、FM 廣播及復(fù)音振鈴等內(nèi)容提供經(jīng)過應(yīng)用程序處理器處理、并適用于整個頻率范圍的數(shù)字音頻信號。另一接口是連接通信引擎的雙向 PCM 接口，專門負(fù)責(zé)傳送語音信號。

輸出端 (右邊) 設(shè)有多個輸出，其中包括立體聲耳機(jī)輸出以及無需電容器的揚(yáng)聲器輸出，另外還有專為麥克風(fēng)而設(shè)的直接輸入。因此，只需一顆集成電路便能支持蜂窩式移動電話所需的所有音頻功能。

所選用的芯片封裝是否合適是決定移動電話成敗的關(guān)鍵。先進(jìn)封裝技術(shù)――例如美國國家半導(dǎo)體的 micro SMD 封裝――可以確保芯片能夠執(zhí)行更多功能。圖2 所示的 LM4930 芯片便采用這種封裝，面積雖然只有 3.2mm x 3.4mm，但足可容納 36個焊球。

圖像處理

由于數(shù)字相機(jī)市場不斷茁壯成長，因此數(shù)字圖像處理技術(shù)便在強(qiáng)大需求的支持下發(fā)展迅速。具備拍照功能的移動電話好像在不多久之前還只是一種甚為稀有的產(chǎn)品。移動電話近年來的發(fā)展可說一日千里，初時照相機(jī)只夾附在手機(jī)外面，現(xiàn)在已發(fā)展成為內(nèi)置的模式，甚至越來越多高檔手機(jī)產(chǎn)品都以照相機(jī)作為必備的功能特色之一。

手機(jī)內(nèi)置的圖像處理模塊由圖像傳感器與圖像處理器兩個部分組成，兩個部分都各有特點與要求。