Introdução
Muito
embora, já estejamos completamente familiarizados com os telemóveis, a sua
arquitectura contínua a ser extremamente fechada, principalmente devido a
existir uma grande concorrência entre marcas.
Neste
trabalho, tentamos descrever a arquitectura dos telemóveis, baseando-nos
principalmente na arquitectura do Nokia 3310, uma vez que a informação sobre
telemóveis de geração mais recente é praticamente inexistente.
Basicamente,
descrevemos os circuitos existentes no telemóvel, mas não a arquitectura desses
mesmos circuitos uma vez que a sua informação é nula.
Descrição de componentes
(10) D300
- Texas Instruments MAD2WD1:
Microcontrolador e DSP, baseado no ARM7T\DMI
- 32/16-bit RISC architecture (ARM v4T);
- 32-bit ARM instruction set;
- 16-bit
Thumb instruction set for increased code density ;
- Unified bus interface, 32-bit data bus carries both instructions and
data;
- Three-stage pipeline;
- 32-bit ALU and high-performance
multiplier;
- Very small die size and low
power consumption;
- Fully static operation;
- Coprocessor interface;
- 88 – 133 Mhz;
(16) N400
– NMP70433: TM23A controlador de
interface do teclado, lcd, motor vibratório e buzzer.
(20) N100
- COBBA: Audio Codec (D/A and A/D
convertor , to PCM 8kHz) and I/Q codec, circuito integrado áudio;
modulador/demodulador; áudio
interno/áudio externo (mãos livres)
(11) N200
– Battery Charging IC. Circuito
integrado controlador e carregador de Bateria. Circuito de carga de bateria
encarregado de controlar a voltagem, regulada pelo CCONT e pelo MAD2WD1.
(9) N201 – CCONT I.C. Circuito integrado de alimentação,
Watchdog, controlador de SIM e comutador de alimentações do telemóvel. Este
circuito está encarregado de controlar todas as alimentações dos dispositivos e
ligações do telemóvel. O Watchdog é um temporizador de 32 seg. encarregado de comprovar
o correcto funcionamento de todos os dispositivos ao ligar o telemóvel e
controlar consumos (de energia) quando o telemóvel está no modo sleep.
(7) N500
– Hagar_4 NMP70731: Processador de
frequência de sinal. Circuito integrado controlador da rádio frequência RX/TX GSM
e DCS, divisor de frequência programável. É o circuito que controla a
transmissão e a recepção em radiofrequência
das comunicações RX/TX, frequência intermédia , divisor por Z da
frequência de 26MHz (VCO) para gerar um sinal de relógio para o
microprocessador MAD2WD1.
(5)
N502 - Hitachi PF08109BN dual
frequency
(18) D301
– Intel FLASH F160B3TA, 1Mx16 Memoria flash permanente, parametros rom,
telefone , idiomas, teclado, display, tudo o que compõe o telemóvel.
(17) D302
- Samsung K6F1016U4 64kx16 SRAM
(1) Z500 - Panasonic GP6 Dual SAW
filter Fc1 = 942.5MHz, bandwidth 35MHz, Fc2 = 1842.5MHz bandwith 75MHz.
(2) Z501 - Panasonic GP6 Dual SAW
filter Fc1 = 942.5MHz, bandwidth 35MHz, Fc2 = 1842.5MHz bandwith 75MHz.
(3) Z502 -
Diplexer (RXTX switch)
(6) Z503
- SAW
filter Fc = 897.5MHz, +/- 17.5MHz
(8) VCO
G500 -
VCO 3420-3840MHz
(21) G502 VCTXO 26MHz Clock Cristal OSC
(4) On/Off Switch
(12)
Contactos para Vibra motor
(13) Contactos
para conector SIM
(14)
Contactos para o microfone
(15)
Alguns contactos para o conector de baixo, por exemplo a energia
(19) B200 Real Time Crystal, 32.768kHz
Figura 1 –
Imagem e legenda de alguns dos componentes do Nokia 3310
Descrição da
arquitectura
A
arquitectura deste telemóvel (Nokia 3310) assenta em 4 blocos essenciais: o
bloco de controlo, o bloco de radiofrequência, o bloco de áudio e o bloco de
alimentação.
O bloco de controlo tem como base um microprocessador da Texas
Instruments o D300 que efectua todas as operações de software e gestão do
telemóvel tarefas que contam no seu desempenho com as unidades de armazenamento
binário D301 ( Memória flash) nas quais são armazenadas as diversas aplicações
de controlo e dos circuitos osciladores de relógio e D302 ( Memória SRAM). É
também este bloco que controla toda a interface com o utilizador.
O bloco de radiofrequência tem como tem como estrelas o N500 que se
encarrega das principais exigências desta etapa desempenha o papel de
controlador de transmissão/recepção, de amplificador de frequência intermédia e
de divisor de frequência para além de outras tarefas. O N502 assegura o papel
de amplificador de potência nas comunicações de radiofrequência. O chip Z502
encarrega-se da comutação recepção/transmissão.
O bloco de áudio assenta num chip específico para esta função que
desempenha a dupla função de conversor digital/áudio (na recepção) e
áudio/digital ( na recepção ) e ainda a dupla função de modulador na
transmissão e demodulador na recepção. Este bloco apresenta ainda um conjunto
de componentes discretos de amplificação de áudio.
Finalmente, o bloco de alimentação desempenha o papel de alimentação
propriamente dito bem como o controlo de carga. O controlo de alimentação é
desempenhado pelo chip referenciado N201, enquanto que o controlo de carga fica
a cargo do N200.
Actualmente, os telemóveis já contemplam nas suas arquitecturas
dispositivos tais como:
·
Infravermelhos;
·
Bluetooth;
·
Modem;
·
Câmaras fotográficas;
·
Dispositivos de
leitura de cartão de memória;
Figura 2 – Imagem e descrição de avarias de
componentes do Nokia 3310
Perguntas
O que
é e como funciona o DualBand?
O dualband é um sistema que permite que os telemóveis
funcionem em duas frequências, em 900 Mhz ou 1800 Mhz. Esta comutação acontece
principalmente quando uma das bandas está totalmente cheia, e essa comutação é
feita pelos operadores de telemóveis, mas para isso é necessário que esses
telemóveis venham equipados para recepção e transmissão em dualband.
Quais as principais diferenças da 2ª geração
de telemóveis (Nokia 3310, 6210, Samsung R210), para a 3ª geração de telemóveis
(Nokia 7650, 3650, Sharp, Sony/Ericsson T68i)?
As diferenças nestas duas gerações de telemóveis
principalmente, recai principalmente na possibilidade de enviar, receber e
obter imagens, clips de filmes, aceder à Internet com uma interface bastante
boa. Isto deve-se não só ao desenvolvimento do software para telemóveis, mas principalmente
ao desenvolvimento arquitectural dos telemóveis, uma vez que estes telemóveis
já têm de ter modem, um circuito gráfico bastante desenvolvido, e uma câmara
fotográfica digital incorporada. Com tudo isto os processadores têm de ser mais
rápidos, as memórias ter um maior armazenamento. Neste capítulo alguns dos
telemóveis já permitem a inserção de memory cards.
Conclusão
Como podemos constatar na nossa pesquisa a arquitectura de um telemóvel embora não seja muito complexa, ainda está muito fechada. Isto devido à concorrência e à grande e repentina evolução que têm existido nos telemóveis.
Embora tenhamos conseguido desvendar um bocado da arquitectura dos telemóveis, ainda muito ficou por dizer tais como a arquitectura dos microcontroladores e de outros componentes, mas essa informação é praticamente nula uma vez que estes circuitos são feitos de propósito por diversas marcas para diversos fabricantes de telemóveis.
Qualquer comentário ou informações adicionais que permitam a evolução
desta página, envie um mail para:
Sérgio Assena Maltez
José Miguel Perdigão