一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端

一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端

《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》是中興通訊股份有限公司於2009年12月16日申請的發明專利,該專利的申請號為2009102425289,公布號為CN101765243A,公布日為2010年6月30日,發明人是張永亮、戚燃、馬磊、侯方西。

《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》處理模組為核心,控制CDMA和GSM兩個無線模組,擴展高性能藍牙,攝像頭,調頻收音機等功能,通過留給用戶使用的5腳微型USB接口和8腳微型USB接口這兩個接口,以及內部一系列模擬開關的最佳化組合,實現雙模無線制式的多種套用狀態下的程式下載,調試信息列印,射頻校準等,能夠實現接口資源最大化利用,簡化接口;同時,該發明針對手持,耳機,免提和藍牙的多種語音套用狀態,能夠實現它們之間的無縫平滑切換,並實現CDMA和GSM雙模雙待/單待的硬體兼容。

2014年11月6日,《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端
  • 公布號:CN101765243A
  • 公布日:2010年6月30日
  • 申請號:2009102425289
  • 申請日:2009年12月16日
  • 申請人:中興通訊股份有限公司
  • 地址:廣東省深圳市南山區高新技術產業園科技南路中興通訊大廈法務部
  • 發明人:張永亮、戚燃、馬磊、侯方西
  • 分類號:H04W88/06(2009.01)I
  • 代理機構:北京派特恩智慧財產權代理事務所(普通合夥)
  • 類別:發明專利
  • 代理人:王黎延、周義剛
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

隨著通信產業的不斷發展,移動終端已經由原來單一的通話功能向話音、數據、圖像、音樂和多媒體方向綜合演變。而對於移動終端,基本上可以分成兩種:一種是傳統手機(feature phone),另一種是智慧型手機(smart phone)。智慧型手機具有傳統手機的基本功能,並有以下特點:開放的作業系統、硬體和軟體的可擴充性和支持第三方的二次開發。
隨著手持通信設備市場的快速發展,手機的功能逐漸增多,現在手機已經不只是用於語音通信的手持設備,而成為集成了簡訊、彩信、上網以及移動辦公等附加功能的嵌入式通信平台。集成了這些功能的手機被稱為智慧型手機。截至2009年12月,嵌入式處理器的運行速度和功能都有了很大的提高,使得許多以前只能在PC上實現的套用,可以在手持設備上實現。觸控螢幕、帶自動對焦功能和內嵌GPS定位信息的數位相機、3D快速GPS導航、移動電視、3D遊戲、視頻簡訊、電子郵件、NFC移動支付、HD視頻播放、HSDPA、虛擬大螢幕顯示、桌面式網際網路瀏覽器,這些功能都是新推出或者即將推出的手機機型的流行特性。
同時,由於在中國國內外不同國家間存在多種不同制式的無線通信網路,為方便一些用戶在同一部手機上能夠自由地在不同制式通信方式之間進行切換,雙模乃至多模手機也就應運而生,智慧型手機在硬體上一般由一個套用處理器和一個無線數據機組成。對於雙模或者多模移動終端來說無線數據機數量就會相應遞增。
2009年12月前比較通用的雙模數字移動通信終端為CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,但是在實現CDMA和GSM雙模數字移動通信終端時,通常有以下幾個方面缺點:
1)分別設定供用戶使用的接口與供系統調試下載的接口,接口較多,供用戶使用的接口往往不能用來進行系統調試或某一無線模組的程式下載,系統調試下載的接口往往僅在研發使用,在量產階段去除,這樣往往造成售後服務階段維修故障機需要重新焊接上調試下載接口,造成一定程度上的不便;
2)供用戶使用的接口與系統調試下載接口往往存在功能或信號定義的重複,有些模組的調試下載甚至藉助於額外留出的測試點進行調試,使得各接口得不到最大化利用,有限的接口不能實現雙模無線制式的多種套用狀態下的程式下載,調試信息列印,射頻校準等;
3)在雙模的多種語音套用狀態下,如手持,耳機,免提和藍牙的語音切換方面難以實現無縫切換,往往需要用戶反覆在UI界面手動切換,或者切換的平滑度不夠,存在一定程度的延遲,用戶體驗較差;
4)未能實現CDMA和GSM雙模雙待/單待的硬體兼容。

發明內容

專利目的

《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》的主要目的在於提供一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,能夠簡化終端接口,提高CDMA和GSM語音切換的平滑度,且能實現CDMA和GSM雙模雙待/單待的硬體兼容。

技術方案

《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》所述CDMA和GSM雙模數字移動通信終端包括:第一USB連線器,第二USB連線器,套用處理模組,CDMA無線模組、GSM無線模組、模擬開關一、模擬開關二、模擬開關三和模擬開關四,其中,所述第一USB連線器和所述套用處理模組通過模擬開關一連線,具體為:第一USB連線器通過模擬開關一與套用處理模組的UART接口連線,用於進行UART調試信息列印;第一USB連線器通過模擬開關一與套用處理模組的USB接口連線,用於進行套用側程式USB下載;所述第二USB連線器通過模擬開關二在GSM無線模組和CDMA無線模組之間進行切換,所述第二USB連線器切換到GSM無線模組時,用於輸出GSM無線模組的調試信息以及用於射頻校準;所述第二USB連線器切換到CDMA無線模組時,用於實現CDMA無線側的USB下載和調試信息輸出,或者用於輸出CDMA無線側的UART調試信息,
具體的:該CDMA和GSM雙模數字移動通信終端還包括模擬開關三和模擬開關四,所述模擬開關三處於使模擬開關二與模擬開關四相連的位置、模擬開關四處於使模擬開關三與CDMA無線模組相連的位置,即第二USB連線器通過模擬開關二、模擬開關三和模擬開關四與CDMA無線模組相連時,CDMA無線模組不受套用處理模組控制,用於實現CDMA無線側的USB下載和調試信息輸出;所述模擬開關三處於使模擬開關二與CDMA無線模組相連的位置、模擬開關四處於使CDMA無線模組和套用處理模組相連的位置,即第二USB連線器通過模擬開關二和模擬開關三與CDMA無線模組相連、套用處理模組通過模擬開關四與CDMA無線模組相連時,CDMA無線模組受到套用處理模組控制,用於輸出CDMA無線側的UART調試信息。
所述套用處理模組和GSM無線模組之間通過UART匯流排進行通信;所述套用處理模組與CDMA無線模組間通過USB接口進行通信。所述模擬開關三預設連線到USB通道,即與模擬開關四相連,並通過模擬開關四連線到CDMA無線模組。所述套用處理模組與CDMA無線模組以及GSM無線模組通過一組專用的具有一定程度分時復用功能的握手信號進行AT通信。
該CDMA和GSM雙模數字移動通信終端還包括藍牙模組、音頻編解碼器、揚聲器、聽筒、話筒、模擬開關五和模擬開關六,其中,所述模擬開關五,用於使藍牙模組在與GSM無線模組相連及與CDMA模組相連之間切換,所述模擬開關五由套用處理模組通過高低電平來控制;所述模擬開關六,用於使音頻編解碼器在與GSM無線模組相連及與CDMA模組相連之間切換,所述模擬開關六由套用處理模組通過與控制模擬開關五相同的高低電平同步控制;所述揚聲器、聽筒和話筒連線到音頻編解碼模組,用於分別從音頻編解碼模組接收模擬音頻以及傳送模擬音頻到音頻編解碼模組。所述CDMA無線模組和GSM模組均為主模式。
該CDMA和GSM雙模數字移動通信終端還包括:卡槽一、卡槽二、模擬開關七和模擬開關八,其中,所述模擬開關七和模擬開關八受套用處理模組分時控制將CDMA模組的UIM卡接口和GSM模組的SIM卡接通在所述兩個卡槽上,實現CDMA無線模組和GSM無線模組在兩個卡槽之間的切換。
所述第一USB連線器為5腳微型連線器,所示第二USB連線器為8腳微型連線器。

改善效果

該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,以一個能處理高性能流媒體套用等處理功能的套用處理模組為核心,控制CDMA和GSM兩個無線模組,擴展高性能藍牙,攝像頭,調頻收音機(Frequencymodulation,FM)等功能,通過留給用戶使用的5腳微型USB接口和8腳微型USB接口這兩個接口,以及內部一系列模擬開關的最佳化組合,實現雙模無線制式的多種套用狀態下的程式下載,調試信息列印,射頻校準等,從而該發明能夠實現接口資源最大化利用,簡化接口;同時,該發明針對手持,耳機,免提和藍牙的多種語音套用狀態,能夠實現它們之間的無縫平滑切換;另外,該發明針對雙模雙待/單待在系統架構上實現了良好的兼容,即能實現CDMA和GSM雙模雙待/單待的硬體兼容。

附圖說明

圖1為具有CDMA和GSM雙模數字移動通信終端整體框架示意圖;
圖2為圖2為該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中用於實現CDMA和GSM雙模下載和調試信息列印方案的結構示意圖;
圖3為該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中實現CDMA和GSM語音切換(包含藍牙語音)的結構示意圖;
圖4為CDMA和GSM雙模雙待結構示意圖;
圖5為CDMA和GSM雙模單待結構示意圖。

權利要求

1.《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》其特徵在於,該CDMA和GSM雙模數字移動通信終端包括:第一USB連線器,第二USB連線器,套用處理模組,CDMA無線模組、GSM無線模組、模擬開關一、模擬開關二、模擬開關三和模擬開關四,其中,所述第一USB連線器和所述套用處理模組通過模擬開關一連線,具體為:第一USB連線器通過模擬開關一與套用處理模組的UART接口連線,用於進行UART調試信息列印;第一USB連線器通過模擬開關一與套用處理模組的USB接口連線,用於進行套用側程式USB下載;所述第二USB連線器通過模擬開關二在GSM無線模組和CDMA無線模組之間進行切換,所述第二USB連線器切換到GSM無線模組時,用於輸出GSM無線模組的調試信息以及用於射頻校準;所述第二USB連線器切換到CDMA無線模組時,用於實現CDMA無線側的USB下載和調試信息輸出,或者用於輸出CDMA無線側的UART調試信息,具體的,該CDMA和GSM雙模數字移動通信終端還包括模擬開關三和模擬開關四,所述模擬開關三處於使模擬開關二與模擬開關四相連的位置、模擬開關四處於使模擬開關三與CDMA無線模組相連的位置,即第二USB連線器通過模擬開關二、模擬開關三和模擬開關四與CDMA無線模組相連時,CDMA無線模組不受套用處理模組控制,用於實現CDMA無線側的USB下載和調試信息輸出;所述模擬開關三處於使模擬開關二與CDMA無線模組相連的位置、模擬開關四處於使CDMA無線模組和套用處理模組相連的位置,即第二USB連線器通過模擬開關二和模擬開關三與CDMA無線模組相連、套用處理模組通過模擬開關四與CDMA無線模組相連時,CDMA無線模組受到套用處理模組控制,用於輸出CDMA無線側的UART調試信息。
2.根據權利要求1所述的CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,其特徵在於,所述套用處理模組和GSM無線模組之間通過UART匯流排進行通信;所述套用處理模組與CDMA無線模組間通過USB接口進行通信。
3.根據權利要求1所述的CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,其特徵在於,所述模擬開關三預設連線到USB通道,即與模擬開關四相連,並通過模擬開關四連線到CDMA無線模組。
4.根據權利要求1所述的CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,其特徵在於,所述套用處理模組與CDMA無線模組以及GSM無線模組通過一組專用的具有一定程度分時復用功能的握手信號進行AT通信。
5.根據權利要求1所述的CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,其特徵在於,該CDMA和GSM雙模數字移動通信終端還包括藍牙模組、音頻編解碼器、揚聲器、聽筒、話筒、模擬開關五和模擬開關六,其中,所述模擬開關五,用於使藍牙模組在與GSM無線模組相連及與CDMA模組相連之間切換,所述模擬開關五由套用處理模組通過高低電平來控制;所述模擬開關六,用於使音頻編解碼器在與GSM無線模組相連及與CDMA模組相連之間切換,所述模擬開關六由套用處理模組通過與控制模擬開關五相同的高低電平同步控制;所述揚聲器、聽筒和話筒連線到音頻編解碼模組,用於分別從音頻編解碼模組接收模擬音頻以及傳送模擬音頻到音頻編解碼模組。
6.根據權利要求5所述的CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,其特徵在於,所述CDMA無線模組和GSM模組均為主模式。
7.根據權利要求1所述的CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,其特徵在於,該CDMA和GSM雙模數字移動通信終端還包括:卡槽一、卡槽二、模擬開關七和模擬開關八,其中,所述模擬開關七和模擬開關八受套用處理模組分時控制將CDMA模組的UIM卡接口和GSM模組的SIM卡接通在所述兩個卡槽上,實現CDMA無線模組和GSM無線模組在兩個卡槽之間的切換。
8.根據權利要求1至7任一項所述的CDMA和GSM雙模數字移動通信終端,所述第一USB連線器為5腳微型連線器,所示第二USB連線器為8腳微型連線器。

實施方式

《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》的基本思想是:以一個能處理高性能流媒體套用等智慧型處理功能的套用處理模組為核心,控制CDMA和GSM兩個無線模組,擴展高性能藍牙,攝像頭,FM等功能,通過留給用戶使用的5腳微型USB接口和8腳微型USB接口這兩個接口,以及內部一系列模擬開關的最佳化組合,實現雙模無線制式的多種套用狀態下的程式下載,調試信息列印,射頻校準等,並針對手持,耳機,免提和藍牙的多種語音套用狀態,實現它們之間的無縫平滑切換,以及CDMA和GSM雙模雙待/單待的硬體兼容。
圖1為具有CDMA和GSM雙模數字移動通信終端整體框架示意圖,如圖1所示,該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端由套用處理模組1、CDMA無線模組2、GSM無線模組3、存儲器4、音頻加碼解碼器5、藍牙模組6、調頻收音機7、電源供應管理模組8、充電管理模組9、LCD液晶觸摸顯示面板10、鍵盤11、馬達12、攝像頭13、存儲卡14、5腳微型USB連線器15、電源供應管理模組8和充電管理模組9外連線電池16、音頻加碼解碼器4外連線揚聲器17、聽筒18和話筒19,以及與CDMA無線模組相連的8腳微型USB連線器20構成。
圖1中,套用處理模組1處於核心位置,其與CDMA無線模組2之間通過通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)進行通信;套用處理模組1與GSM無線模組3之間通過通用異步接收/傳送裝置(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART),以終端設備(TE)向移動台(MS)發出的控制指令AT(At tention)方式進行互動;套用處理模組1與音頻編解碼器5之間通過飛利浦公司為數字音頻設備之間的音頻數據傳輸而制定的匯流排標準I2S(Inter-IC Sound)匯流排連線;套用處理模組1與藍牙模組6之間通過UART匯流排進行通信。
另外,圖1中示出的存儲器4僅對應和服務於套用處理模組1,一般為大容量的ONENAND可快速擦寫(FLASH)存儲器,即NOR接口模式NANDFLASH,這裡,NOR和NAND分別為兩種存儲介質,NOR接口簡單,但容量做不大,NAND則容量可以做非常大;CDMA無線模組2和GSM無線模組3也都還有服務於自身的FLASH(同步動態隨機存取存儲器SDRAM+NANDFLASH模式)。
該發明的套用處理模組1處於核心地位,對於兩個無線模組而言,CDMA無線模組2又處於相對主要的位置,因為除了兩者各自都具備的語音和簡訊的基本無線功能外,基於與PC數據線相連的無線上網和GPS定位功能是通過CDMA側完成的,GSM側不處理相關功能。
該發明可以採用業界主流供應商的具有複雜流媒體處理、多種功能接口的套用處理模組1,具有800/1900兆赫雙頻調製解調和具有GPS功能平台的CDMA無線模組2,900/1800兆赫雙頻GSM無線模組3,大容量存儲器4,具有觸控螢幕信息檢測和ADC采器樣功能的音頻加碼解碼5,具有數據和語音功能的藍牙模組6,內外置耳機可選的調頻收音機7,配以具有觸摸功能的LCD顯示面板、馬達、鍵盤、攝像頭、存儲卡等外設,實現以一個具有音頻、視頻、數據、流媒體套用處理功能的套用處理模組主控CDMA無線調製解調模組、GSM無線模組以及其他外設模組的數字移動通信終端系統。可以實現CDMA和GSM雙模(待機方式雙待和單待可選)無線通信、GPS定位導航、藍牙、調頻收音機、擴展存儲以及高質量拍照/攝像等一系列功能,並可根據開發需求實現隨身碟、名片識別、電子文檔處理等其他套用功能。
該發明關於LCD、鍵盤等常用外設部分與2009年12月前常用數字移動通信終端處理差別不大,具有獨創性的主要在於雙模切換和調試信息列印、CDMA和GSM語音切換(包含藍牙語音)以及CDMA和GSM雙模雙待/單待機硬體兼容設計方面。
下面結合附圖對技術方案的實施作進一步的詳細描述。
圖2為該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中用於實現CDMA和GSM雙模下載和調試信息列印方案的結構示意圖,如圖2所示,該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中用於實現CDMA和GSM雙模下載和調試信息列印方案涉及5腳微型USB連線器15,8腳微型USB連線器20,套用處理模組1,CDMA無線模組2,GSM無線模組3。
其中,5腳微型USB連線器15和套用處理模組1通過模擬開關SW1連線,用於在USB下載和UART調試信息列印兩者之間進行切換,具體的,5腳微型USB連線器15通過模擬開關SW1與套用處理模組1的UART接口連線時,可以進行UART調試信息列印,5腳微型USB連線器15通過模擬開關SW1與套用處理模組1的USB接口連線時,可以進行套用側程式USB下載。
8腳微型USB連線器20比5腳微型USB連線器多出CDMA的充電電壓源VCharger以及立體聲耳機的相關信號,可以用於CDMA無線模組VCharger開機以及外接配套的專用耳機作為整機的耳機音頻收發,該發明中,8腳微型USB連線器20可以通過模擬開關SW2在GSM無線模組3側和CDMA無線模組2側之間進行切換,當切換到GSM無線模組3側,用來輸出GSM無線模組的調試信息以及用於射頻校準;需要說明的是,CDMA和GSM雙模數字移動通信終端還包括兩個模擬開關SW3和SW4,當8腳USB連線器20通過模擬開關SW2切到CDMA無線模組2側,8腳微型USB連線器20通過模擬開關SW2、SW3和SW4與CDMA無線模組2相連時,即模擬開關SW3處於使模擬開關SW2與模擬開關SW4相連的位置、模擬開關SW4處於使模擬開關SW3與CDMA無線模組2相連的位置(由硬體電路設計的預設狀態實現),這種狀態下CDMA模組由8腳微型USB單獨對CDMA無線模組提供電源並開機,套用處理模組1不開機,CDMA無線模組不受套用處理模組1控制,用來實現CDMA無線側的USB下載和調試信息輸出;相對應的另外一種情況是,當無線套用模組1已經開機,處於系統核心控制狀態時,CDMA無線模組2受到套用處理模組1控制,此時,8腳微型USB連線器20應通過模擬開關SW2、SW3與CDMA無線模組2相連、套用處理模組1通過SW4與CDMA無線模組2相連,即SW3應處於使SW2與CDMA無線模組2相連的位置,SW4應處於使CDMA無線模組2和套用處理模組1相連的位置,用於輸出CDMA無線側的UART調試信息。
換言之,所謂CDMA無線模組受到套用處理模組控制,是指CDMA無線模組可以通過控制模擬開關SW4的切換,來決定該通道是用於CDMA無線側的USB下載和調試信息輸出還是用於套用處理模組和CDMA無線模組之間的AT通信。套用處理模組和GSM無線模組之間通過UART匯流排進行AT通信。
關於上述USB連線器和套用處理模組、CDMA無線模組以及GSM無線模組之間連線關係的具體套用通過以下兩個例子進行詳細說明:
1)CDMA無線模組的下載、調試、寫號、校準、終測以及與套用處理模組的通信。
CDMA無線模組下載調試、寫號、校準、終測,需要連線能提供BAT+電源的特製5腳微型USB數據線(即把正常5腳USB數據線的USB_ID用於提供BAT+電源)或者使用電池供電,然後插入8腳微型USB數據線,該數據線的Vcharger提供CDMA無線模組的開機電壓,CDMA無線模組的基帶主晶片使用GPIO口控制模擬開關SW2、SW3、SW4切換到CDMAUSB通道,套用處理模組不干預CDMA無線模組,CDMA無線模組的USB通道與8腳數據線連線(USB通道同時對應高通USB協定的數據(DATA)、調試(DIAG)連線埠屬性),CDMA打開自身的USB收發器電源,個人電腦(PC)機與CDMA無線模組連線,可以實現下載CDMA無線模組的程式,同時也可用於生產測試時CDMA無線模組的寫號、校準和終測。
對於CDMA無線模組的下載,如果原先CDMA無線模組的存儲器裡面沒有程式或者程式已經丟失,可以通過電路板上預留的聯合測試行動小組(JTAG)測試點用自主開發的USB轉JTAG下載工具或仿真工具TRACE32下載,如果CDMA無線模組裡面有程式,可以通過8腳微型USB連線器上的USB接口信號進行下載。
套用處理模組與CDMA無線模組間通過USB接口進行通信,套用處理模組內部有兩個USB連線埠:USBC即USB客戶端(client)對應PC機通信,USBH即USB主控端(Host)面向CDMA無線模組通信,其中USBH與CDMAUSB連線。兩個模組間的USB通信接口為模擬開關SW4,模擬開關SW4由CDMA無線模組控制,僅在套用處理模組/CDMA無線模組間進行AT通信時打開;其它狀態時,模擬開關均關閉。
需要說明的是,套用處理模組與CDMA無線模組以及GSM無線模組通過一系列專用的高度簡化的且具有一定程度分時復用功能的握手信號進行AT通信。
為了完成套用處理模組、CDMA無線模組間的AT通信,除了USB接口,還包括一組握手信號(包括狀態(STATUS)、準備好(READY)、請求(IRQ)等信號),套用處理模組與CDMA無線模組的握手由GPIO口實現,兩者之間的握手信號具體如表1所示:
表1
信號名
方向(相對於套用處理模組)
含義
APP_STATUS
輸出
套用處理模組(APP)是否睡眠的狀態
CDMA_STATUS
輸入
CDMA的工作狀態:
功能一:CDMA開機、關機狀態
功能二:CDMA是否睡眠
APP_WAKEUP_CDMA
(APP_IRQ)
輸出
套用處理模組向CDMA發出的信號:
功能一:WAKEUP:喚醒CDMA無線模組
功能二:IRQ:套用處理模組發出AT通信請求
CDMA_IRQ
輸入
CDMA向套用處理模組發出的信號:
功能一:喚醒套用處理模組
功能二:CDMA發出AT通信請求
APP_AT_READY
輸出
套用處理模組AT準備好
CDMA_AT_READY
輸入
CDMAAT準備好
CDMA_ON
輸出
CDMA開機
CDMA_ABNORM_CRRL
輸出
復位CDMA(異常狀態)
CDMAUSB和CDMAUART通過模擬開關SW3切換,預設連線到USB通道,即與SW4相連,並通過模擬開關四連線到CDMA無線模組,使得CDMA無線模組相對於GSM無線模組具有可以在不受套用處理模組的控制的情況下具有獨立的下載調試功能。
整機開機時,套用處理模組正常開機並使能CDMA無線模組後,根據下面兩種具體使用情況,CDMA無線模組用GPIO口來控制上述提及的模擬開關的切換:
A)正常開機,套用處理模組通過CDMA_ON開機CDMA無線模組,套用處理模組通過CDMA_STATUS查詢是否開機完成,然後發出AT通信請求APP_WAKEUP_CDMA(APP_IRQ),通知CDMA打開USB收發器電源,同時,CDMA無線模組控制模擬開關SW4將套用處理模組的USBH與CDMA的USB連線。改變原CDMAUSB與8腳微型USB連線器連線狀態為CDMAUSB與套用處理模組的USBH接口連線狀態。
AT通信前需要進行AT通信是否準備好的握手,可以使用APP_STATUS、CDMA_STATUS、APP_IRQ、CDMA_IRQ、APP_AT_READY、CDMA_AT_READY完成,具體的,CDMA主動發起AT通信為:查詢APP_STATUS,發出CDMA_IRQ,得到APP_AT_READY回應,開始AT傳送;套用處理模組主動發起AT通信為:查詢CDMA_STATUS,發出APP_IRQ,得到CDMA_AT_READY回應,開始AT傳送。
B)當CDMA與套用處理模組進行AT通信時,CDMA側要進行調試信息列印,可以約定一個工程模式或一個長按鍵,通知套用處理模組CDMA的調試需求,套用處理模組使用AT通信方式要求CDMA無線模組改變CDMAUSB的連線埠屬性,把原CDMAUSB通道同時對應數據/調試(DATA/DIAG)連線埠屬性,更改為CDMAUSB通道對應DATA連線埠、CDMAUART對應DIAG連線埠屬性。套用處理模組控制8pin連線器處的模擬開關,將CDMAUART與8pin連線器連通,用於PC機列印CDMA側調試信息。
2)GSM無線模組的下載、調試、寫號、校準、終測以及與套用處理模組的通信。
GSM模組開機,需要能提供BAT+電源的特製5腳微型USB數據線(即把正常5腳USB數據線的USB_ID用於提供BAT+電源)或者使用電池供電。
GSM調試UART、CDMAUSB、CDMAUART復用在8腳微型USB連線器上,默認狀態連線GSM調試UART(CDMA無線模組不開機),這時方便GSM無線模組的調試、寫號、校準、終測。
為了說明GSM無線模組的下載,先對套用處理模組下載進行說明。套用處理模組程式下載通過套用處理模組的JTAG連線埠下載引導代碼Boot,在boot代碼運行後,通過手機側的具有FLASH和USB驅動的硬體測試軟體模式(即相當於位於套用處理模組內部的下載代理模式)下的USB功能下載系統鏡像檔案到SDRAM,然後在SDRAM中運行FLASH的下載程式將系統鏡像檔案燒錄到套用處理模組的OneNand中。
GSM無線模組的下載開始過程與套用處理模組的過程類似,通過運行Boot代碼後,將無線模組的鏡像檔案下載到套用電路的SDRAM中,但這一下載是通過將GSM下載程式的PC側代碼放入具有FLASH和USB驅動的硬體測試軟體內,這樣就可以在套用處理模組內部的下載代理模式下快速完成GSM無線側的程式下載(此時只是將包含GSM下載程式的PC側代碼和GSM模組本身的程式代碼下載到套用處理模組對應的FLASH劃定的特定空間中),隨後的下載過程是一個離線下載過程,即只要手機保持供電,可以拔除5腳微型USB連線器,手機自身脫離PC運行剛剛下載到套用處理模組對應的FLASH劃定的特定空間中的無線模組的GSM下載程式的PC側代碼,通過運行該代碼來繼續下載剛剛下載到套用處理模組對應的FLASH劃定的特定空間中的GSM模組本身的程式代碼到GSM模組自身的FLASH,完成整個GSM無線側代碼的下載。
GSM無線模組用自身的標準UART與套用處理模組進行AT通信,與CDMA無線模組與套用處理模組的AT通信類似,套用處理模組與GSM無線模組之間除了UART通信以外,也還要藉助一些握手信號,表2為套用處理模組與GSM無線模組之間的握手信號內容:
信號名方向(相對於套用處理模組)含義GSM_IRQ輸入GSM向套用處理模組發出的信號:功能一:喚醒套用處理模組功能二:GSM發出AT通信請求APP_GSM_IRQ輸出套用處理模組向GSM發出的信號:功能一WAKEUP:喚醒GSM模組功能二IRQ:套用處理模組發出AT通信請求GSM_ABNARMAL_CTRL輸出復位GSM(異常狀態)GSM_ON輸出GSM開機
表2
信號名
方向(相對於套用處理模組)
含義
GSM_IRQ
輸入
GSM向套用處理模組發出的信號:
功能一:喚醒套用處理模組
功能二:GSM發出AT通信請求
APP_GSM_IRQ
輸出
套用處理模組向GSM發出的信號:
功能一WAKEUP:喚醒GSM模組
功能二IRQ:套用處理模組發出AT通信請求
GSM_ABNARMAL_CTRL
輸出
復位GSM(異常狀態)
GSM_ON
輸出
GSM開機
如表2所示,這些握手信號相對較少,沒有READY和STATUS一類的握手,這主要是由於兩者具體的AT處理機制有差異,GSM側AT命令不是由一個模組來統一處理的做法,而是根據AT命令的特點,分成若干個子系統,另外還增加了許多相關的管理模組以及接口。
另外,需要說明的是,實施例中以5腳微型USB連線器和8腳微型USB連線器為例進行說明,實際套用中不限於這兩種USB連線器。
圖3為該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中實現CDMA和GSM語音切換(包含藍牙語音)的結構示意圖,如圖3所示,該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中實現CDMA和GSM語音切換(包含藍牙語音)涉及藍牙模組、音頻編解碼器、套用處理模組、GSM無線模組和CDMA無線模組。藍牙耳機通過無線方式接入藍牙模組,在常規的套用模式下,藍牙模組的PCM音頻數據流會輸入/輸出到CDMA無線模組,然後輸入/輸出到空口。但由於存在用戶一邊上網一邊用藍牙耳機進行通話的使用場景,所以必須考慮藍牙PCM音頻數據流與GSM無線模組之間的輸入/輸出。
如圖3所示,套用處理模組和藍牙模組之間是通過UART進行通信協定方面的互動,套用處理模組和音頻編解碼模組之間通過I2S匯流排傳遞數字語音流(由音頻編解碼模組播放存儲於套用處理模組的數字流媒體,如mp3、mp4等),CDMA無線模組與GSM無線模組的脈衝編碼調製(pulsecodemodulation,PCM)數字音頻流可以通過模擬開關SW5到藍牙模組,模擬開關SW5由套用處理模組的一個通用輸入輸出口(GPIO)的高低電平來控制,能使藍牙模組在與CDMA無線模組通信及與GSM無線模組通信之間切換。
SPKR(包含揚聲器和聽筒雙方面含義)和Mic(話筒)連線到音頻編解碼模組,分別從音頻編解碼模組接收模擬音頻以及傳送模擬音頻到音頻編解碼模組,這兩種模擬音頻在音頻編解碼模組未經過數位化處理,僅僅是信號放大。因此音頻編解碼模組輸出的信號仍然是模擬音頻。這樣,通過與前述套用處理模組用於控制SW5的相同的GPIO來同步控制模擬開關SW6,就可以使得CDMA無線模組或GSM模組的模擬音頻在某個GPIO電平狀態經由音頻編解碼模組連線到SPKR和Mic,即SPKR和Mic同時僅連到CDMA/GSM其中某一個單獨模組,而且這一模組和PCM連線的模組為同一模組。
這種連線同時考慮到了藍牙PCM數字音頻流相對於CDMA無線模組和GSM模組的配置問題,能夠實現藍牙PCM數字音頻流對於兩種模組的切換,且不會產生任何延遲。實際套用中,由於某些無線模組對主設備和從設備是有要求的,所選擇的兩個無線模組最好能統一為主模式或者從模式,否則會造成很大延遲。該發明優選地採用CDMA無線模組和GSM模組均為主模式。同時在時鐘頻率、編碼方式、幀同步方式方面均進行了等同條件的考慮,因為只有這種情況下用該發明方案給出的音頻切換方案才會達到最佳效果。
圖4和圖5為該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中實現CDMA和GSM雙模雙待/單待硬體兼容的結構示意圖,其中圖4為CDMA和GSM雙模雙待結構示意圖,圖5為CDMA和GSM雙模單待結構示意圖。如圖4及圖5所示,該發明CDMA和GSM雙模數字移動通信終端中實現CDMA和GSM雙模雙待/單待硬體兼容涉及CDMA無線模組、GSM無線模組、卡槽1和卡槽2以及模擬開關SW7和模擬開關SW8構成,模擬開關SW7和SW8受套用處理模組分時控制將CDMA模組的UIM卡接口和GSM模組的SIM卡接通在兩個卡槽上,實現CDMA無線模組和GSM無線模組在兩個卡槽之間的自由切換。該發明對所涉及到的雙模切換所需的模擬開關的引入和引出線上進行了硬體兼容,即針對雙待機(CDMA無線模組和GSM模組可以同時訪問各自對應的UIM卡和SIM卡)和單待機(CDMA無線模組和GSM模組不能同時訪問各自對應的UIM卡和SIM卡,本來可以採用單卡設計,但是為了兼容設計節省單獨涉及單待機的PCB開發成本,仍採用了雙卡的原理圖設計,但是正式表面貼裝技術(SurfaceMountTechnology,SMT)生產時只貼裝其中一個卡座)的不同需求,在模擬開關SW7和SW8兩側按照各自拓撲結構分別用0歐姆電阻跳接方式進行硬體原理圖設計和布局布線,並針對相應的信號完整性方面進行了最佳化。
需要說明的是,該發明卡槽1和卡槽2並不是按照常規理解,逐一對應UIM卡(最初是由中國聯通公司倡導並得到國際CDMA組織(CDG)支持的移動通信終端用戶識別及加密技術。它支持專用的鑒權加密算法和OTA技術(OverTheAir),可以通過無線空中接口方式對卡上的數據進行更新和管理。UIM卡的功能類似於全球通(GSM))機中使用的SIM卡,可進行用戶的身份識別及通信加密,還可以存儲電話號碼、簡訊息等用戶個人信息)和SIM卡(也稱為智慧卡、用戶身份識別卡,GSM數字行動電話機必須裝上此卡方能使用。它在一電腦晶片上存儲了數字行動電話客戶的信息,加密的密鑰等內容,可供GSM網路客戶身份進行鑑別,並對客戶通話時的語音信息進行加密)的,該發明CDMA無線模組在模擬開關的控制邏輯下分別接通卡槽1(UIM/雙模卡)或卡槽2(UIM/雙模卡/SIM)。

榮譽表彰

2014年11月6日,《一種CDMA和GSM雙模數字移動通信終端》獲得第十六屆中國專利優秀獎。

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