手机芯片AP和BP
一、概念：
手机的AP和BP：
AP：ApplicationProcessor，即应用芯片
BP：BasebandProcessor，即基带芯片
根据上下文可以指代硬件和软件两种意思。大多数的手机都含有两个处理器。操作系统、用户界面和应用程序都在Application Processor(AP)上执行，AP一般采用ARM芯片的CPU。而手机射频通讯控制软件，则运行在另一个分开的CPU上，这个CPU称为Baseband Processor(BP)。
AP上面则运行了我们通常的操作系统和应用软件，如Android、Windows phone 7这些。而我们通常所说的双核、四核就是指的其AP核的多少。因此可以这样理解，AP可以算作是你的电脑，BP则是电脑的modem（调制解调器），没有modem（调制解调器），你没有办法和外界通信。
BP主要的作用是发送和接受各种数据，即和通信息息相关，BP中的DSP实现了协议的算法，对数据进行编解码，BP中的CPU则负责协调控制与基站和AP的通信。BP中的电源管理模块对手机的待机时间有很大的影响呢，因为大多数时间BP的cpu都应该处于idle状态，每隔一段时间才打开查看pagingchannel上是否有呼叫进入。另外，SIM模块也是直接和BP相连接的，对SIM卡的操作也是通过BP进行的。
把射频功能放在BP上执行的主要原因是：射频控制函数（信号调制、编码、射频位移等）都是高度时间相关的。最好的办法就是把这些函数放在一个主CPU上执行，并且这个主CPU是运行实时操作系统的。另外一个使用BP的好处是一旦它被设计和认证为好了的，不管你采用的操作系统和应用软件怎么变化，它都可以正确的执行功能（它的通讯功能）。另外，操作系统和驱动的bug也不会导致设备发送灾难性的数据到移动网络中。（FCC要求的）
手机开发商,比如摩托罗拉,会将开发的手机软件包分为AP和BP两部分, 运行在Application Processor(AP)的软件包称为AP包,包括操作系统、用户界面和应用程序等; 与Baseband Processor(BP)相关的软件包称为BP包, 包括baseband modem的通信控制软件等. 相应地, 所谓的刷新手机AP和BP文件即是将这两个软件包更新到手机上. 为方便刷机, 也有将AP，BP文件和flex文件(手机的参数配置文件)作在一起的一体包。
二、AP和Modem通讯
AP与modem直接通信由Share Memory负责，这是一块两端可以同时操作的内存区域。由于Modem占主导作用，在Application Processor启动初始化时，从Share Memory区读取已经由Modem predeclared的一些数据。
Share memory根据功能，分为静态+动态部分，每个部分又分为数个小区，每个区的大小不一，与本区实现的功能相关。Modem会把所有区的offset+size信息存放在静态去Heapinfo里。Linux通过读取这个Heapinfo区信息，就知道Share memory的布局了。
简单的说，Linux平台高通驱动主要在如下几个部分应用share memory服务：
- Process command
用来传输少量数据。实现两边的通信。比如不同驱动模块上下电，电压配置等。share memory最开始位置就是PROC区。
- SMSM
实现两边的machine state同步。电源管理部分会用到。
- RPC/DIAG
RPC是AP和Modem之间通信最常用的通道，有很完整的封装协议，Linux根据两个参数（proc+version）以client的身份可以找到Modem段的server，请求提供相应服务，同时有完备的request/reply机制，完成数据传输。同理，AP也可以作为server提供给Modem服务。
share memory有个channel allocation table,里面存放这64个channel的通道信息。每个通道可以实现数据传输。共享内存驱动（smd）初始化过程中，会建立64个通道的维护。RPC就是基于其中之一的channel.
Share memory两边都有线程在监控，一旦有数据更新，立刻通知监听的模块。当然，有些模块中断驱动，在中断上下文里完成通知。
三、AP和CP介绍
1 手机的硬件实现方式
1.1 三种硬件方案
手机的硬件实现方式主要有3种：
-
只用基带芯片，通常称作feature phone。
-
基带芯片加协处理器（CP，通常是多媒体加速器）。这类产品以MTK方案为典型代表，MTK全系列的产品基本上都属于这样的方案，展讯等其他公司也在推类似的产品。这是增强了多媒体功能的feature phone。
注：协处理器(coprocessor)：用来通过处理主cpu的一些工作负荷来使操作提速的辅助处理器。
- 基带芯片+应用处理器（AP：应用处理器），也就是通常说的智能手机（smart phone）。
有的方案将应用处理器和基带处理器做到一颗芯片里面，例如高通的MSM7200A。它有一个ARM11核（应用处理器）和一个ARM9核（基带处理器），两者通过共享内存通信。当然，智能手机也可以使用增强影音处理能力的协处理器。
1.2 智能手机
在智能手机中，手机功能的实现以应用处理器（AP）为主，基带芯片提供通信功能。可以把AP看作计算机，把基带芯片看作AP的无线modem。这个无线modem通过AT接口（相当于计算机和调制解调器之间的接口，但各厂家都有扩展命令）提供通话、短消息、上网、UIM卡等功能。
2 AP软件概述
2.1什么是AP软件
本文提到的“AP软件”是指应用处理器（AP）上所运行软件的总和，本文也将其称作手机软件或智能手机软件。如果把手机看作一台电脑，手机软件就相当于电脑上的操作系统与所有常用软件的集合。
3再说智能手机
智能手机和FeaturePhone究竟有什么区别？其实，FeaturePhone可以实现智能手机的大多数功能。两者最本质的区别就是不同的出发点。FeaturePhone是在不断扩充应用功能的无线通信终端（行业术语叫移动台），而智能手机是增加了无线通信功能的手持式电脑。
FeaturePhone的软件基本上都运行在CPU的特权模式，在PC程序员看来，FeaturePhone的软件就是一个做了UI的宏内核。而智能手机的软件体系基本上照搬了PC的软件体系，将内核、驱动（可以编入内核，也可以独立）和应用分开。
下面以海思K3平台参考设计进行介绍：
3.1AP 模块
AP（ApplicationProcessor）模块是指以Hi3611为核心的处理器模块。Hi3611内部集成应用处理器模块（AP）和电源管理模块（PMU）。AP模块搭配存储单元（NAND+DDR）以及LCD（LiquidCrystal Display）、cmera、Bluetooth、WiFi、GPS（GlobalPosition System）等外设模块，实现丰富的多媒体和短距离无线业务。PMU一方面为整个系统的各个模块单元提供供电，另一方面提供AudioCodec、USB PHY、HKADC、Clock等功能。
3.2存储器模块
应用子系统的存储器单元主要提供程序存储和运行空间，以及资料数据的存储空间，这些功能由SDRAM（SynchronousDynamic Random Access Memory）和NANDFlash实现。
参考设计选取的存储器件型号是：Micron公司的MT29C2G24MAKJAJC-75。这款芯片是16bit位宽NAND Flash（2Gbit）+16bit位宽Mobile DDRSDRAM（1Gbit）的MCP芯片，单电压（1.8V）供电，BGA封装。其中MobileDDR（Double DataRate）支持局部自刷新、温度补偿和DPD（DeepPower Down）等省电模式。
在 Hi4731中，MT29C2G24MAKJAJC-75的DDR SDRAM最高工作频率可以达到120MHz。
3.3LCD 显示模块
LCM（LCDModule）为该产品多媒体应用的重要外设之一，是手机主要的人机界面，用于显示操作界面和其他各种图象。Hi4731参考设计的LCD模组兼容Wistron公司的T28QT7410、友达光电的H283VL01V0、TPO的TD028TTEC1。其中，T28QT7410是一款2.8 QVGA（240%320）LCD模组，而H283VL01 V0和TD028TTEC1是2.8VGA（480%640）LCD模组，均支持触摸屏功能，色彩深度均为18bit。数据接口为18bitRGB 接口，寄存器配置通过SPI（SerialPeripheral Interface）接口实现，其片选为Hi3611的SPI2_CS2。
LCD背光是由4 个LED（LightEmitting Diode）串联组成。 该 LCD模组集成4 线电阻式触摸屏，由Hi3611内部集成的触摸屏控制器实现检测功能。
3.4Camera 模块
摄像头位于整机的背面，2Mega像素，摄像头采用三星公司的Sensor5K4BAFX。
3.5蓝牙和FM模块
Bluetooth&FM模块可实现蓝牙通信及FM接收功能。蓝牙使用UART2接口同Hi3611进行数据通信，通过PCM（PulseCode Modulation）总线建立语音上下行连接，Hi3611通过I2C2总线实现对芯片内部FM模块的配置。
本模块采用CSR公司的射频和基带单芯片蓝牙、FM解决方案芯片，型号为BC51E130A。BC51E130A芯片内部集成了蓝牙基带和射频系统及带立体声音频输出驱动级的FM接收器。BC51E130A芯片封装为VFBGA，大小为6mm%6mm%1mm。蓝牙模块遵循蓝牙V2.0+EDR（EnhancedData Rate）语音和数据传输规范，FM支持接收频段范围为76MHz～108MHz的广播。
3.6WiFi 模块
WiFi模块遵循IEEE 802.11b/g标准，可实现数据的无线短距离接收和发射，且本模块还能够实现同蓝牙的共存，可与蓝牙模块共用2.4G公共频段。WiFi 通过SDIO模块和Hi3611 进行数据通信。
WiFi模块采用海华公司的WiFi模组，型号为AW-GH320。此模组内部集成了Marvell公司的WLANSoC（System OnChip）芯片88W8686，以及射频Balun、PA（PowerAmplifier）、SPDT（SinglePole, Double Throw switch）和BPF（BandPass Filter）。其内部框图如图2-7所示。WiFi 模块封装为LGA（LandGrid Array），大小为9.6mm%9.6mm%1.3mm，无铅。
3.7GPS 模块
K3系统中GPS 单元功能由SiRF公司的GSC3LT 完成，配合系统完成GPS定位功能。
GSC3LT配合外围辅助电路形成完整的GPS硬件解决方案。其中TCXO（晶振时钟）为GSC3LT提供高精度/高稳定度的参考时钟，TCXO的电源由GSC3LT提供，可以通过软件关闭和打开。GPS单元的射频前端由SAWFilter（Surface AcousticWave Filter）和相关的匹配电路构成，主要完成GPS信号的接收和滤波。
由于 GSC3LT内嵌4 个LDO（LowDropout Regulator），且有自己的电源管理单元，所以其电源供给方案相对简单，可以通过电池输出端VBAT直接供应。在软件的控制下，系统可以关闭VBAT或者部分LDO，使GSC3LT工作在低功耗模式（Hibernatemode）。
GSC3LT与主控接口对接（通信与控制接口/睡眠时钟等），可以实现GSC3LT的数据上报和状态指示，以及Hi3611对GSC3LT 的控制。
对于 GSC3LT这款芯片，其主要支持特性和性能如下：
·内嵌专用的DSP Core 和ARM7TDMICore，能够自主完成算法和数据处理，输出位置数据（NMEA报文）给主控芯片。内嵌 ROM/RAM，为DSP/ARM提供运行空间。
·具有电源管理单元，可以使芯片在不同功耗模式下进行切换。
·内置4 个LDO，简化电源供给，芯片可以通过电池直接供电。
·主控接口可选为UART/SPI。
·射频/数字合封芯片。
·接收频段：L1（1575.42MHz）。
·接受灵敏度：标称-159dBm，实际性能与具体电路设计相关。
3.8其他模块
- 键盘
参考设计支持触摸屏输入，故其主键盘仅为5*4键盘，包括：五向键、通话键、挂机键、菜单键、确认键、左软键和右软键。
- 马达
参考设计中马达的正极连接至电池电源（串联限流电阻），负极连接至Hi3611的DR2引脚。从而实现震动马达功能。
- LED指示灯
参考设计中采用Hi3611的DR3、DR4和DR5控制三色指示灯的开关。三色灯点亮的时间占空比可软件配置。