嵌入式MTK平台GSM手机系统设计

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3.0 赵德峰 2024-11-19 5 4 4.15MB 74 页 15积分

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摘要

目前在移动通信市场上占据主流的仍是GSM系统，GSM系统覆盖广泛，

系统稳定，过渡到3G仍需时日。国内手机在经历了GSM网单卡、CDMA网单

卡之后，各厂商及运营商纷纷对G网双卡双待手机市场发力。从2007年初开始，

市场上就出现了GSM双卡双待手机热销的趋势。

本文完成了GSM双卡双待手机的设计与实现。论文中介绍了GSM双卡双

待手机的原理及构成，详细描述了基于台湾联发科技MTK6225+ MTK6205B

的双卡双待手机系统基本构架，实现了一种可以同时使用两个GSM手机号码

的手机设计过程，还介绍了手机双蓝牙的概念与具体实现方法，并对手机多

媒体方面的LCD与拍照、摄像功能的实现进行了介绍。通过对系统进行测试

与分析，介绍了研发过程中遇到的主要问题及对应的解决方案。最后还说明

了论文取得的成果与参考价值，并对今后一段时期双卡双待或双模双待手机

的设计方面进行了初步规划与展望。

关键字：嵌入式双卡驱动设计 MTK

Abstract

At present, in the mobile communications market, GSM system is still in a

dominant position. The GSM system has wide coverage and is very stable. Some

time is needed before it is upgrated to 3G. Having experienced the GSM single

card and CDMA single card, the manufacturers and operators increased the

research strength for the dual GSM card dual standby cell phone, Since early 2007,

this kind of cellphone has been in great demand.

The design and implementation of the dual SIM card dual standby cell phone

are discussed in this paper. The paper deals with the principle of the dual SIM

card dual standby cell phone, describes in detail the architecture of the SIM card

dual standby cell phone which is based on the MTK6225+ MTK6205B of

MediaTek Inc. in Taiwan, and then implements a kind of cell phone which can use

two GSM cards simultaneously. Also, the concept and the accomplishing method

of the dual Bluetooth and the implementation. Moreover, Introduced LCD and

recording MJPG, capturing photograph related to cell phone multi-media

realization.Then after the testing and analysis of the system, this paper presents

the main issues during the design and implement process and the solution. Finally,

the achievement of this paper and it’s value for reference are illustrated, and a

preliminary plan and the prospect for the dual card dual standby or dual module

dual standby cell phone are discussed.

Key word：Embedded system Dual Sim Card Driver design

MTK

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论......................................................................................................... 1

1.1 项目背景................................................................................................ 1

1.2 项目来源................................................................................................ 2

1.3 项目其间主要完成的任务.................................................................... 3

1.4 章节安排................................................................................................ 3

第二章 GSM 双卡双待手机硬件系统设计 ....................................................... 5

2.1 GSM 手机设计概述 .............................................................................. 5

2.1.1 手机基带处理器架构................................................................. 7

2.1.2 基带语音信号传输流程............................................................. 9

2.1.3 基带技术实现及芯片的构成................................................... 10

2.2 GSM 双卡双待手机系统架构 ............................................................ 14

2.2.1 双卡双待原理功能................................................................... 14

2.2.2 异步系统间通信机制............................................................... 14

2.2.3 主从基带（BaseBand）的架构 ...............................................15

第三章 GSM 双卡双待手机软件设计与实现 ................................................. 19

3.1 双卡系统软件架构设计综述.............................................................. 19

3.1.1 架构设计目的........................................................................... 19

3.1.2 协议体系概述及其软件转化................................................... 20

3.1.3 架构设计的层次....................................................................... 21

3.2 MTK 手机软件系统架构 .................................................................... 25

3.2.1 MTK 软件架构图表 ................................................................. 25

3.2.2 MMI 介绍 ..................................................................................30

3.2.3 MTK 方案 TASK 架构 ............................................................ 30

3.3 MTK 手机软件系统工程和配置 ........................................................ 32

3.3.2 MTK 手机软件系统的目录结构简介 ..................................... 32

3.3.2 MTK 手机软件系统的构建过程 ............................................. 34

3.3.3 MTK 手机软件系统的配置 ..................................................... 38

3.4 双卡双待手机通信控制与实现............................................................. 39

3.4.1 软件设计的工作....................................................................... 39

3.4.2 双卡双待手机通信实现........................................................... 40

3.4.3 双卡双待手机系统状态流程................................................... 45

第四章 MTK 系统驱动设计 ............................................................................. 49

4.1 LCD 模块设计及实现 ............................................................................ 49

4.1.1 LCD 的硬件原理...................................................................... 50

4.1.1.1 LCD TFT 面板的概念…………………………………...50

4.1.1.2 RGB 色彩模式的概念…………………………………...51

4.1.1.3 TFT 像素点显示原理……………………………………52

4.1.2 LCD 的软件驱动设计.............................................................. 53

4.1.2.1 LCD 初始化……………………………………………..53

4.1.2.2 LCD 背光控制…………………………………………..54

4.1.2.3 LCD 刷屏………………………………………………..56

4.1.3 LCD 的调试过程及遇到的问题 ................................................. 57

4.2 摄像头模块............................................................................................ 58

4.2.1 Sensor 底层驱动结构 .................................................................. 58

4.2.2 上层软件架构及原理................................................................. 60

4.3 触摸屏及键盘原理与实现..................................................................... 61

4.3.1 触摸屏硬件及底层驱动部分...................................................... 62

4.3.2 驱动及上层 MMI 操作................................................................62

4.4 其他一些相关的驱动............................................................................. 64

第五章系统测试与分析................................................................................... 67

第六章总结与展望........................................................................................... 69

附录 A名词解释：GSM 双卡双待手机 ............................................................71

参考文献............................................................................................................... 73

在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果................................... 75

致谢....................................................................................................................... 77

第一章绪论

1.1 项目背景

移动通信已经连续多年成为我国第一大支柱电信业务和推动电信业持续

增长的强劲增长点。据信息产业部最新统计显示：截至2006年底，我国移动

电话用户增长迅速，总数达到4.61亿户，其中全年新增用户6767万户，是当

年新增固定电话用户的近4倍。目前，全国平均每百人拥有移动电话35.3部。

在移动通信运营业快速发展的带动下，我国移动通信制造业也取得了辉煌的

成绩。同时，国产品牌移动通信产品的大幅度提升，也有力的支撑了移动通

信运营业的迅猛发展，从而形成良性互动、健康的发展格局[1]。

中国手机产业，从2005年到2007年，呈现出了超高速的发展状态。2005

年中国移动通信的手机产业，手机制造量为2.3亿部；2006年制造量达到4.8

亿部手机，增长速度为58.2% ，大大超出了业内的预期和分析，使中国手机

产量接近全球手机产量的50% 。中国在手机生产制造领域的优势不断加强，

手机在中国自身的信息技术市场扮演的角色也越来越重要。自2007年至2010

年，中国将再新增1.6亿手机用户。

目前我国部分手机生产、设计企业已基本掌握了协议栈软件、应用软件

的开发，以及整机电路、模具、造型的自主设计、生产技术与产业化，个别

企业还掌握了基带、射频等核心芯片设计、物理层软件开发技术，并拥有整

机设计能力，我国手机及多媒体信息终端产品的研发技术水平得到显著提高。

手机所需的大部分元器件都可以在国内生产，移动通信产业链已基本形成。

MTK 是台湾联发科技多媒体芯片提供商的简称，全称叫 MediaTek。联

发科技是 IC 设计公司，公司自 1997 年成立至今，积极投注研发资源，开发

数位多媒体高阶整合 IC 晶片，目前已名列全球 IC 晶片设计的领导厂商之一。

在无线通讯领域，含括低阶至中高阶 GSM/GPRS 晶片组及完整软体解决方

案，已成功突破每月出货四百万颗的重要里程碑，亦已成功拓展北美及中国

大陆市场。

自2005 年第四季开始，联发科就开始主导中国手机基带芯片市场。联发

科的优势在于集成多媒体功能、全面解决方案(total solutions)和技术支持。国

内波导、TCL、联想、康佳、龙旗、希姆通、和天宇朗通等主要手机设计公

司和制造商都采用了联发科的方案。

第一章绪论

1.2 项目来源

目前，第三代移动通信系统因种种原因尚未在中国真正的商用，3G 牌照

在作者即将答辩的时候中国移动发布了中国的 3G 标准，开始初步的商用。

不过在现在的情况来看，

3G 不可能马上形成大面积连续覆盖。制约三代移动

通信形成规模化应用的因素很多，主要有以下几点：

1．GSM 网络升级后，在一段时间内基本可满足市场的需要；

2．移动建设成本很高，运营商的投资需要一个回收、利用的过程；

3．终端用户对第三代移动通信本身有个认知的过程。

另外，第三代标准在制定时已充分考虑到与 GSM 网络的兼容性，其中，

欧洲的 WCDMA 和我国的 TD-SCDMA 都能做到从现有的 GSM 网络平滑的

过渡。

从运营商角度来看，随着基本语音通信（voice only）手机市场的日趋饱

和，人们已不再满足手机只用来打电话了，具备多媒体功能的手机在 2.5G 时

代已成为一个市场亮点，而且也将成为 3G 时代的“主角”。

从用户角度来看，商务智能手机、拍照手机、音乐手机以及手机游戏等

各类多媒体手机已成为一种消费时尚。多媒体的应用正在拉动移动增值的业

务，彩信、彩铃、手机动画、游戏等应用已经成为移动多媒体的新焦点。手

机的功能也由单一的通话功能向多元化方向发展，听音乐、视频、上网、游

戏等多媒体功能也逐渐成为未来手机的必备。

通过以上分析，可以得出的结论是：GSM 作为第二代移动通信系统中最

为成熟的产品，其生命力是久远的。若以人的生命周期加以比拟，笔者认为

GSM 现正处“壮年”。若以正常的技术发展速度，

GSM 还可维持若干年时间，

等到第三代移动通信系统真正成熟之时，GSM 才完成其历史使命。

因此，现在有关“GSM 没有前途”的论调是缺乏足够的论据，笔者认为

无论是运营商还是终端用户都可“放心”的使用 GSM 产品。

国内手机在经历了 GSM 网单卡、CDMA 网单卡之后，联通公司率先将

这两网优势合并推出了 GSM 网、CDMA 网集中于同一部手机上的业务，这

就是早先的双模手机雏形。之后，双模手机快速发展，进而过渡到双模双待

机层面，此时可以实现一部双模双待手机 G网C网同时在线。显然，双模双

待手机相比而言优势非常明显，不但可以双卡在线，而且可以节省话费。

双模双待机市场的蓬勃发展影响到了中国移动，在对市场调研之后，推

出了 GSM 网双待概念。GSM 网双待应该说还是一个比较新的概念，由于是

第一章绪论

中国移动主导，从一定意义上可认为是“双待”手机市场的细化。而对这个

新市场，有关机构预测，未来几年将持续高增长，各厂商及运营商纷纷对 G

网双卡双待手机市场发力，从 2007 年初开始，市场上就出现了 GSM 双卡双

待手机热销的趋势，国内箸名厂商联想、海尔、金立、长虹等纷纷推出了此

类高端手机。

笔者所在的公司立足上述市场需求，组织科研团队攻关，也适时推出了

集成了多媒体功能的 GSM 双卡双待手机，并因功能齐全，能满足商务人士

与大众需求，价格成本控制低、使用收费便宜，迄今已成为同类产品中的佼

佼者。笔者有幸参与此项目仍是一次难得的学习锻炼机会，也是本论文撰写

的直接来源和选题依据。

1.3 项目其间主要完成的任务

笔者所在的公司是以移动终端的研发与设计为基本业务的一家高科技通

信公司，公司目前在 2.5G GSM 多媒体手机设计方面颇具研发实力，已有多

款设计理念新颖、功能齐全的 GSM 手机成功上市，受到客户的一致好评，

公司全体致力于高端通信终端的研发与设计，成为一支崭新的 IT 领域的生力

军。本文在记述项目进行的同时，力求加入大量的理论分析、实例及现场资

料，使论文具备严密的科学依据和理论价值。

本文以开发 GSM 高端双卡双待手机为立项。使用 MTK6225+ MTK6205B

为系统基本构架，设计一种可以同时使用两个 GSM 手机号码的手机，其中

主系统为 MTK6225 基带芯片，从系统为 MTK6205B 基带芯片。各自具有自

己独立的射频系统、内存与操作系统和电源管理系统。但控制显示，MP3、

MP4、摄像功能、TF 卡存储等功能由 MTK6225 来实现。蓝牙模块需要在主

从平台间进行动态切换，以实现双蓝牙功能。软件系统在 MTKgemini07b 软

件版本上进行的开发，根据自己在公司的实习工作，阐述了底层驱动开发过

程，着重多媒体外设的驱动开发。

1.4 章节安排

本文主要讨论了GSM双卡双待手机软软件系统的设计与实现。按照论述

的内容，本文第一章为绪论，主要介绍论文的选题背景和国内外现状，以及

论文的内容组织。第二章介绍了GSM手机设计概况和手机基带平台，然后进

行了双卡双待手机硬件系统架构；第三章讲解了双卡双待手机软件设计原理

第一章绪论

与构架，包括软件的总体设计和底层驱动的实现，简单介绍了手机多媒体功

能的实现过程。第四章主要内容是我在公司实习阶段所做的主要工作，包括

平台一些重要外设的驱动原理开发及实现，由于和具体项目相联系，主要是

概括性的介绍分析。第五章主要是系统的测试与分析，对整个项目进行过程

中的测试做了总结分析，并最终实现该系统。第六章总结了项目的参考价值

与不足，并提出今后工作的研究与改进方向。最后为致谢、参考文献及附录。

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摘要：

摘要目前在移动通信市场上占据主流的仍是GSM系统，GSM系统覆盖广泛，系统稳定，过渡到3G仍需时日。国内手机在经历了GSM网单卡、CDMA网单卡之后，各厂商及运营商纷纷对G网双卡双待手机市场发力。从2007年初开始，市场上就出现了GSM双卡双待手机热销的趋势。本文完成了GSM双卡双待手机的设计与实现。论文中介绍了GSM双卡双待手机的原理及构成，详细描述了基于台湾联发科技MTK6225+MTK6205B的双卡双待手机系统基本构架，实现了一种可以同时使用两个GSM手机号码的手机设计过程，还介绍了手机双蓝牙的概念与具体实现方法，并对手机多媒体方面的LCD与拍照、摄像功能的实现进行了介绍。通过对系统进...

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