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【08-14 技术】米吧答疑组小讲堂之二——手机硬件科普相关

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主讲人:@beats_love
同第一期,建议开音乐。


IP属地:河北1楼2013-08-14 15:59回复
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    IP属地:河北2楼2013-08-14 16:00
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      beats_love:首先让我们来看一下m2s的拆机图。

      各元件分别为:
      ① TOSHIBA THGBM:
      东芝存储器芯片:分为16G和32G的两块芯片
      ② ELPIDA BA164B1PM:
      尔必达运行内存芯片(骁龙600处理器仍然是PoP方式整合封装)
      ③ 高通PM8921:
      高通电源管理芯片
      ④ 高通MDM8215M:
      基带芯片,支持DC-HSPA+网络
      ⑤ 高通WTR-1605:
      射频芯片
      ⑥ SIMG 9244B0:
      Silicon Image Sil9244/MHL高清输出芯片
      ⑦ AVAGO ACPM-7051:
      多频功率放大器


      IP属地:河北4楼2013-08-14 16:03
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        beats_love:
        小米的高通600采用pop封装。因此我们看到内存和CPU是合在一起的,即图中②的位置。
        这里解释一下pop封装的含义。
        元件堆叠装配(PoP, Package on Package), 在底部元器件上面再放置元器件,逻辑+存储通常为2到4 层,存储型PoP 可达8 层。 外形高度会稍微高些,但是装配前各个器件可以单独测试,保障了更高的良品率,总的堆叠装配成本可降至最低。 器件的组合可以由终端使用者自由选择, 对于3G 移动电话,数码相机等这是优选装配方案。
        这样做的话基本CPU坏了就得换主板,但可以节省内部空间,也提高了CPU的运算性能。同时还可以节省成本,如上所述。总之POP封装是一个很好的封装方式。


        IP属地:河北本楼含有高级字体7楼2013-08-14 16:08
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          beats_love:
          接下来我们讲一下小米所用的cpu以及cpu的相关拓展知识。
          说到cpu,首先要从架构说起。与英特尔所用的x86处理器架构不同,高通骁龙600处理器的架构基于ARM。
          ARM架构,过去称作高级精简指令集机器(Advanced RISC Machine,更早称作:Acorn RISC Machine),是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点,ARM处理器非常适用于移动通信领域,符合其主要设计目标为低成本、高性能、低耗电的特性。
          高通系列的CPU都是基于ARM结构的。但是新的高通200,400,600,800都是基于新的Krait内核
          Krait是美国高通公司基于ARMv7-A指令集、自主设计的采用28纳米工艺的全新处理器微架构。能够实现每个内核最高运行速度可达2.5GHz,较高通第一代的Scorpion CPU微架构在性能上提高60%以上,并将功耗降低65%。


          IP属地:河北本楼含有高级字体8楼2013-08-14 16:17
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            beats_love:
            由于小米用的是高通600所以我就简单的说一下600所用的内核。
            严格来说,Krait 300是初代Krait架构的升级版,它依然使用台积电28nm LP工艺制造,经过一些底层优化,Krait 300架构的处理器核心频率能从1.5GHz提升至1.9GHz,足够媲美Tegra 4。
            如果说Krait 300是主打主流市场的产品,Krait 400架构就是高通直接对抗Tegra 4、猎户座5处理器的利器。Krait 400实际上是Krait 300的进一步改进版本,它的主要改进就是使用更先进的台积电28nm HPm工艺制造(NV Tegra 4使用的也是这种工艺),最高频率一下子飙升到了2.3GHz。
            (星光备注:krait300为高通600所用内核。而krait400应用在高通800上)


            IP属地:河北本楼含有高级字体12楼2013-08-14 16:20
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              beats_love:
              说道这里大家知道“GHz”是指什么吗?
              (张老头:几G赫兹是吧?)
              是的。但具体是指什么呢?
              (张老头:……)
              其实这个是指CPU的时钟频率。CPU的时钟频率,简单说是CPU运算时的工作的频率(1秒内发生的同步脉冲数)的简称。单位是Hz。
              时钟频率,是提供电脑定时信号的一个源,这个源产生不同频率的基准信号,用来同步CPU的每一步操作,通常简称其为频率。
              在这里我要戳破OME们骗小白的谎话:通常所说的某某CPU是多少GHz的,而这个多少GHz就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。
              由于主频并不直接代表运算速度,所以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。



              IP属地:河北本楼含有高级字体14楼2013-08-14 16:25
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                beats_love:
                还有系列数字的第二位可以看出芯片是否集成基带。
                2字的是集成WCDMA网络。
                6是集成CDMA2000 1X和1XEV-DORev a/b网络。
                9是集成LTD网络。
                0是不集成基带,网络类型取决于第三方基带。
                所以小米2/2S使用的是无基带的8064T,而2A使用的是带WCDMA的基带的高通8260A PRO。
                (幻灭...:有基带和没有基带区别在哪?)
                这只是CPU内部的空间的问题。相对来说0字的CPU空间内部电路比较其他有集成松动一些,没那么拥挤。


                IP属地:河北本楼含有高级字体19楼2013-08-14 16:36
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                  beats_love:
                  现在我开始讲基带部分了。
                  其实基带就是一块芯片。基带芯片是用来合成即将发射的基带信号,或对接收到的基带信号进行解码。具体地说,就是发射时,把音频信号编译成用来发射的基带码;接收时,把收到的基带码解译为音频信号。同时,也负责地址信息(手机号、网站地址)、文字信息(短讯文字、网站文字)、图片信息的编译。如果手机没有基带部分那么就无法进行接收和发射信号。
                  另外还有一块和基带芯片配套的芯片叫做射频芯片。射频芯片负责射频收发、频率合成、功率放大。像小米2/2S系列使用的MDM8215M基带芯片(图中④的位置)支持的就是WCDMA和GSM网络。


                  IP属地:河北本楼含有高级字体21楼2013-08-14 16:39
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                    beats_love:
                    由于电信版的个大拆机高手都没拆,所以内部使用什么基带就无从得知。
                    射频简称RF。射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。


                    IP属地:河北本楼含有高级字体22楼2013-08-14 16:43
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                      beats_love:
                      说到这里我就再简单的说一下通信技术。通信技术分为半双工全双工
                      半双工(half-duplex)的系统允许二台设备之间的双向资料传输,但不能同时进行。因此同一时间只允许一设备传送资料,若另一设备要传送资料,需等原来传送资料的设备传送完成后再处理。
                      全双工(full-duplex)的系统允许二台设备间同时进行双向资料传输。一般的电话、手机就是全双工的系统,因为在讲话时同时也可以听到对方的声音。
                      时分双工(英文缩写为TDD),是指利用时间分隔多工技术来分隔传送及接收信号。 它利用一个半双工的传输来模拟全双工的传输过程。时分双工在非对称网络(上传及下载带宽不平衡的网络)有明显的优点,它可以根据上传及下载的资料量,动态的调整对应的带宽,如上传资料量大时,就提高上传的带宽,若资料量减少时再将带宽降低。
                      频分双工(英文缩写为FDD),是利用频率分隔多工技术来分隔传送及接收的信号。上传及下载的区段之间用“频率偏移”(frequency offset)的方式分隔。若上传及下载的资料量相近时,频分双工比时分双工更有效率。 在这个情形下,时分双工会在切换传送接收时,浪费一些带宽,因此延迟时间较长,而且其线路较复杂且耗电。
                      TDD和FDD是现在比较常用的双工。


                      IP属地:河北本楼含有高级字体23楼2013-08-14 16:46
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                        关于国内的三大运营商使用的3G网络的工作方式是不同的。
                        移动的TD-SCOMA,是属于时分多址;
                        联通的WCDMA是属于频分多址;
                        电信的CDMA2000用的是码分多址。
                        3G和4G网络都是由日本人和欧美人提出和完成的,所以如果你是”爱国分子“的话你就不要用手机了(囧rz……)。如果基带不支持相对应的制式,你开了3G你都用不了;而2G网络GSM是全球确认使用的统一标准。
                        码分多址(CDMA)通信系统中,不同用户传输信息所用的信号不是靠频率不同或时隙不同来区分,而是用各自不同的编码序列来区分,或者说,靠信号的不同波形来区分。如果从频域或时域来观察,多个CDMA信号是互相重叠的。
                        FDMA (Frequency Division Multiple Access/Address),有许多不同技术可以用来实现信道共享。把信道频带分割为若干更窄的互不相交的频带(称为子频带),把每个子频带分给一个用户专用(称为地址)。这种技术被称为“频分多址”技术。
                        时分多址(time division multiple access吗,TDMA)把时间分割成互不重叠的时段(帧),再将帧分割成互不重叠的时隙(信道)与用户具有一一对应关系,依据时隙区分来自不同地址的用户信号,从而完成的多址连接。这是通信技术中基本多址技术之一,一种数字传输技术,将无线电频率分成不同的时间间隙来分配给若干个通话。
                        关于时分,码分,频分的总结就是FDMA采用调频的多址技术,在不同频段的业务信道被分配给不同的用户;TDMA是采用时分的多址技术,业务信道在不同的时间被分配给不同的用户;CDMA采用扩频的码分多址技术,所有用户在同一时间、同一频段上,但根据不同的编码获得业务信道。


                        IP属地:河北本楼含有高级字体24楼2013-08-14 16:50
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                          beats_love:
                          关于手机3G制式的问题就说道这里,现在我讲一下WIFI
                          其实WIFI只是商标不是标准。(没想到吧?)
                          WIFI的标准是802.11。IEEE 802.11是现今无线局域网通用的标准,它是由国际电机电子工程学会(IEEE)所定义的无线网络通信的标准。
                          另外5GHZ的WIFI不是最新的……5GHz的标准IEEE 802.11A是在1999年提出的。
                          下面是IEEE 802.11标准列表。
                          【星光:不是特别感兴趣的就略过吧……我表示我看吐了】
                          IEEE 802.11 标准列表•IEEE 802.11,1997年,原始标准(2Mbit/s,播在2.4GHz)。
                          IEEE 802.11a,1999年,物理层补充(54Mbit/s,播在5GHz)。
                          IEEE 802.11b,1999年,物理层补充(11Mbit/s,播在2.4GHz)。
                          IEEE 802.11c,符合802.1D的媒体接入控制层桥接(MAC Layer Bridging)。
                          IEEE 802.11d,根据各国无线电规定做的调整。
                          IEEE 802.11e,对服务等级(Quality of Service, QoS)的支持。
                          IEEE 802.11f,基站的互连性(IAPP,Inter-Access Point Protocol),2006年2月被IEEE批准撤销。
                          IEEE 802.11g,2003年,物理层补充(54Mbit/s,播在2.4GHz)。
                          IEEE 802.11h,2004年,无线覆盖半径的调整,室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz频段)。
                          IEEE 802.11i,2004年,无线网络的安全方面的补充。
                          IEEE 802.11j,2004年,根据日本规定做的升级。
                          IEEE 802.11k,该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
                          IEEE 802.11l,预留及准备不使用。
                          IEEE 802.11m,维护标准;互斥及极限。
                          IEEE 802.11n,更高传输速率的改善,基础速率提升到72.2Mbit/s,可以使用双倍带宽40MHz,此时速率提升到150Mbit/s。支持多输入多输出技术(Multi-Input Multi-Output,MIMO)。
                          IEEE 802.11o,针对VOWLAN(Voice over WLAN)而制订,更快速的无限跨区切换,以及读取语音(voice)比数据(Data)有更高的传输优先权。
                          IEEE 802.11p,这个通信协定主要用在车用电子的无线通信上。它设置上是从IEEE 802.11来扩充延伸,来符合智能型运输系统(Intelligent Transportation Systems,ITS)的相关应用。
                          IEEE 802.11q:
                          IEEE 802.11r: 快速 BSS切换 (FT) (2008)
                          IEEE 802.11s: Mesh Networking, Extended Service Set (ESS) (July 2011)
                          IEEE 802.11t: Wireless Performance Prediction (WPP)—test methods and metrics Recommendation cancelled
                          IEEE 802.11u: Improvements related to HotSpots and 3rd party authorization of clients, e.g. cellular network offload (February 2011)
                          IEEE 802.11v: Wireless network management (February 2011)
                          IEEE 802.11w: Protected Management Frames (September 2009)
                          IEEE 802.11x:
                          IEEE 802.11y: 3650–3700 MHz Operation in the U.S. (2008)
                          IEEE 802.11z: Extensions to Direct Link Setup (DLS) (September 2010)
                          IEEE 802.11-2012: A new release of the standard that includes amendments k, n, p, r, s, u, v, w, y and z (March 2012)
                          IEEE 802.11aa: Robust streaming of Audio Video Transport Streams (June 2012)
                          IEEE 802.11ab:
                          IEEE 802.11ac,802.11n的潜在继承者,更高传输速率的改善,当使用多基站时将无线速率提高到至少1Gbps,将单信道速率提高到至少500Mbps。使用更高的无线带宽(80MHz-160MHz)(802.11n只有40MHz),更多的MIMO流(最多8条流),更好的调制方式(QAM256)。目前是草案标准(draft),预计正式标准于2012年晚些时间推出。Quantenna公司在2011年11月15日推出了世界上第一只采用802.11ac的无线路由器。Broadcom公司于2012年1月5日也发布了它的第一支支持802.11ac的芯片。
                          IEEE 802.11ad: Very High Throughput 60 GHz (December 2012) - see WiGig
                          IEEE 802.11ae: Prioritization of Management Frames (2012年3月)


                          IP属地:河北本楼含有高级字体26楼2013-08-14 16:59
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                            beats_love:
                            不过我们用的比较多的是B,G,N三个2.4GHz的标准。
                            今年出厂的手机和无线路由都支持了AB,A,AC这三个标准。
                            接下来咱们说屏幕。现在手机比较常用的是AMOLED和IPS屏。
                            AMOLED(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode)是有源矩阵有机发光二极体面板。相比传统的液晶面板,AMOLED具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。
                            IPS屏的特别之处在于不是预先给液晶分子定向成为透光模式,而是定向成为不透光的模式,透光的多少通过与液晶分子定向方向垂直的电极决定,电压越高,扭转的分子就越多,从而实现光线的精确控制。它只控制IPS液晶面板的一个偏转角度,并且偏转分子的数量能够与电压接近正比例,从而使面板的层次控制更容易实现。


                            IP属地:河北本楼含有高级字体27楼2013-08-14 17:02
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                              beats_love:(突然扯到电池)
                              吧里经常有人问要装什么电池管理软件。
                              其实所谓的电池管理软件都是TMD骗人的,开和不开都没有区别,有的还会消耗一定的电量。
                              手机的电源管理都是有一块叫做电源管理IC来进行统一个管理控制手机电源的充放电,在充电或者连接电源时手机的电源管理IC就会控制电流电压的大小,当电池充满时就是自动的切断往电池方向的电流和电压。
                              对于电池的保养小米的官方微博有讲过我就不多说了,想要了解的可以去小米的官方新浪微博看。
                              【星光备注:这里我想补充一下。个人觉得电源管理软件唯一起省电作用的地方是给小白提供了一个很傻瓜的电量管理方案,即通过关闭wifi,gps,清理后台等方式来达到从软件层面省电的目的。但是在你熟悉了通过进行哪些操作可以省电之后,电池管理软件根本没有存在的必要。尤其对于miui而言,后台清理,自启管理,wifi,数据网络,GPS以及蓝牙的控制都可以通过简单操作非常便捷的实现,再安装一个额外占用后台的电源管理就显得很是画蛇添足了。一句话,自己动手,丰衣足食


                              IP属地:河北本楼含有高级字体29楼2013-08-14 17:08
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