高通7X27平台培训总结

一、问题的提出

参加了高通7X27平台的培训，通过本文对该平台培训做一个总结，本文从以下三个方面介绍：

1. 系统构架

2. MSM7627

3. PM7540

二、解决思路

（一）系统构架

1.           系统构架

7X27+PM7540:  09年主流平台，MSM7627为65nm基带芯片（12*12NSP）

7XXX：7表示双核，ARM9和ARM11。

 

2.           MSM芯片功能比较

7X27是第三代芯片，7200是第一代，7225是第二代（降成本方案）。7X27包括7627和7227。

7627与7227的比较：所支持的制式不同。7627: EVDO, 7227: WCDMA

7627与7625的比较：总线/处理器速度性能上的提升，3D图像加速。软件兼容，硬件上多了一圈NC脚，也有24个定义改变了的脚

7227与7225的比较：类似7627与7625的差异。软件兼容，硬件上多了一圈NC脚，也有24个定义改变了的脚。

7225和7200相比：速度上的提升，支持SD boot，具有多媒体加速模块。

Q1: NC脚走线有什么要求？

A: NC脚之间相互没有连接，也没有接地。走线时低速线可在NC pin上直接走过去，高速线建议穿过NC pin脚或走在下层。

Q2: 7627与7625可以用同样的焊盘吗？

A: 做了兼容设计后，7625可以焊在7627的焊盘上。7627不可以焊在7625的焊盘上，因为外圈没焊，可能会焊不稳。

 

3.           PM芯片比较：

PM7500与PM7540的比较：PM7500为9*9mm封装，PM7540为7*7mm（封装改变，管脚有调整）

 

4.           BT芯片

推荐用BTS4025,该芯片为3.2*2.9mm封装，支持Class 1.5

0.13 μm CMOS system-on-chip (SoC) with integrated baseband and 2.4 GHz radio for Bluetooth V2.1 wireless technology applications with EDR up to 3 Mbps

No RF tuning required in production

Integrated front-end regulator (LDO) for direct battery connection

 

（二）MSM7X27

1.           设计考虑

（1） 电压要求

a. 电压分配

 

b. 电源电压要求

 

（2） 功率

a. 电源连接

注意：VDD_C1和VDD_C2一定要选大电感，1.35A的，因为虽然VDD_C1和VDD_C2的平均电流不会超过600mA，但是峰值电流很大。

 

b．上电时序（下电时序与上电相反）

注1：VDD_C2由modem控制

  2：EBI2电源可选1.8V或2.6V

 

（3）       时钟

Q：一定要加D触发器吗？

A：加触发器的作用是为了去除干扰。保持电源稳定，提高频率稳定度。如果没有GPS，可以不加。因为GPS对频率稳定度要求特别高

 

（4）       Boot选择/安全

a.       secure boot的硬件需求：

Boot ROM (primary boot loader——PBL)： 在MSM7627 IC内部的64 KB boot ROM. 由高通写死，不能改变

Internal RAM (IRAM)：4 KB的memory空间用于下载基本的配置参数

Secondary boot loader (SBL)：外部的memory，将后续的代码loader进来，并验证后续代码。在执行前必须被SBL授权

 

b.       实现方式

实现方式有两种，External mode pin或On-chip Qfuses。

External mode pin——GPIO[95]上拉（当Qfuse未被吹掉时），即进入secure boot模式

On-chip Qfuses（优先级高）——通过软件或JTAG将Qfuse吹掉。VDD_QFUSE_PRG推荐连到PM7540的VREG_AUX2。如果不用Qfuse也不能将VDD_QFUSE_PRG悬空，必须将它拉到地。

 

c.       启动方式

冷启动（cold boot）：在上电时发生，执行PBL和SBL boot 流程

热启动（warm boot）：，执行PBL，并判断是从power－saving模式启动。系统配置方式和cold boot类似，但配置来自于memory上“always-on domain”,可直接获取RAM的数据。SBL不需要从flash里重新load

 

（5）       GPIO

a.       GPIO的配置：

Q: 可承受3V电压的GPIO，如果是复用口，那么是pin本身可承受3V还是只做某个功能可承受3V? 比如T卡的DATA口可承受3V，它用做普通GPIO口时呢？

A:只是输入可承受3V，是pin脚本身。输出还是2.6V

 

b.       GPIO结构：

Q: 软件可配置为上下拉，配置的上下拉电阻值是多少？

A: 不定，这是由半导体工艺决定的，芯片内部的“电阻”是电流源等效的。根据需要配置驱动电流就可以了，大部分是2-16mA，2mA/step。3V的是从2--8mA，2mA/step

 

c.       MPM(modem power manager)：睡眠时也带电，可以响应中断。下面28个GPIO口可在睡眠时做为唤醒中断：

d.       TLMM (top-level mode multiplexer): 把指定的一组GPIO口联合配置。如果没有TLMM，每个GPIO都需要单独配置。TLMM一般用于某些操作模式，如USIM, I2C，CAM IF，USB, BT

 

e.       GPIO设计考虑

USIM 必须使用GPIO[50:47] ——如果支持双电压USIM,尽量不使用 GPIO[87:84] 和GPIO[49] （因为这几个GPIO使用的是和USIM一样的电压，双电压USIM的电压会变化）

PA_ON2必须使用GPIO[110].

I2C primarily 使用GPIO[61:60] (2.6 V).

AUX_I2C GPIO[96:95] (1.8 V/2.6 V) 只有当QFUSE 被吹掉了，才能使用（GPIO95是secure boot的External mode pin）

两路I2C共用一个I2C控制器

Q: 别的公司遇到的问题：两个I2C共用一个I2C控制器，如果I2C1 –设备1，I2C2-设备2，设备1和设备2是同地址的，会有冲突。

A: 有可能有冲突，解决方法：用GPIO口模拟I2C

 

2.       设备接口

支持的memory配置：

 

Q：EBI1-200M，位宽32位，必须是这样的配置吗？

A：平台就是定位为智能机，高端。高通根据平台的定位，芯片软硬件结合给出了这个配置要求，建议尽量别改，改了性能会差。2个16位的DDR硬件上支持，但是如果用了时钟受限，性能就差了。

 

(1)       EBI1

(2)       EBI2

 

(3)       MDDI（Mobile display digital interface）

 

(4)       并行camera接口

最大支持12位数据线，兼容10位/8位。高位对齐，多余的数据线CAM_DATA[3:0]可配置为GPIO口。

CAMIF_PCLK： Up to 120 MHz

CAM_MCLK： Generated by M/N counter，Can support several frequencies

 

 

(5)       Transport stream interface/UBM

UBM是高通的手机电视，不支持CMMB

 

(6)       LCD 接口

a. LCD支持

Output is programmable – RGB565, RGB666, or RGB888

PCLK frequency is also programmable through M/N dividers, with a maximum supported frequency of 75 MHz

Maximum resolution supported is FWVGA (864 × 480 or 480 × 864) at a refresh rate of 85 Hz

 

b. TV-out connectivity:需要第三方的TV encoder，外接，软件暂时还不支持

 

(7)       HKADC/触摸屏

支持电阻式，4线/5线，采样数目可编程(1, 4, 8, or 16)，分辨率可编程(8-bit, 10-bit, or 12-bit)，采样周期可编程(3, 24, 36, and 48 clock cycles of a 2.4 MHz clock)

 

(8)       USB/ USB-UICC/ USIM/ UART /SDIO/ I2C

USB：支持三种速度：低速，全速，高速。有内部的高速OTG端口，可配置为主或从。支持16路端点。

USB-UICC：支持。（新型UIM卡接口，与传统UIM卡兼容，UIM卡加D+，D-跑full speed）

USIM：支持1.8/2.85V。USIM信号可直接连到MSM

UART：4个

IrDA：硬件UARTDM 端口 (UART1DM, UART2DM)支持，软件不支持

SD接口：不支持SPI模式，兼容2.5V-3V。4个SDC端口，支持1-bit, 4-bit和 8-bit模式。SDC3要做8-bit，需要从SDC4借用DATA线。

I2C：2路，I2C和AUX_I2C，但共用一个控制器。

 

(9)       BT：BTS4025

0.13 μm CMOS system-on-chip (SoC) with integrated baseband and 2.4 GHz radio for Bluetooth V2.1 wireless technology applications with EDR up to 3 Mbps

Interface using UART1DM (data) and PCM (audio)

Supports 802.11 (WiFi) coexistence

Two clock sources required:

32 MHz master reference clock provides timing source for all nonsleep operational functions

32.768 kHz sleep clock provides timing during sleep mode to minimize DC power consumption

No RF tuning required in production

Integrated front-end regulator (LDO) for direct battery connection

 

(10)    音频

a.       音频构成

音频包括三部分：

Codec：

PCM: 支持两个PCM接口模式（Auxiliary PCM和Primary PCM），Auxiliary PCM可实现外接codec任务，可配置为I2S

DSP:包括回声抑制(Enhanced echo canceller ,EC),噪声压缩（Noise suppressor，NS），自动增益控制（PureVoiceAudio AGC）,舒适噪声（comfort noise）

 

b.       音频连接

 

c.       音频接口连接

Q：capless方式的好处？

A: capless方式有更丰富的低频，没有POP音

 

传统HSSD：MICBIAS提供偏置电压，同时MICBIAS内有个检测电流的模块

Capless HSSD：MICBIAS不提供偏置电压，同时MICBIAS内有个检测电压的模块，电压由高变低

Q：SPK的功放为何要加RC？

A：芯片原因。AB类功放内部有高频自激，对放大器有影响，不是可听见的噪声。靠近芯片放置。加在+端。建议+、-端之间加个电容。

 

(11)    JTAG/ETM

JTAG是和ARM9还是ARM11通信，依赖于mode设置。

Q：secure boot会对JTAG有影响吗？

A：有影响，有安全方向的处理

 

（三）PM7540

芯片封装：137 CSP package: 7 × 7 mm body, 1.2 mm height。编号有不同：

1. PM7540构成：

1) Input Power Management

2) Output Voltage Regulation

3) General Housekeeping

4) Handset-level User Interfaces

5) IC-level Interfaces

 

2. 输入电源管理部分：

（1）             供电的优先级（由高到低）：charger， USB,  battery。（可在NV项的N2822调换为charger， battery， USB，已保证校准）

（2）             外部电源检测：检测外部电压，判断是哪种电源插入，当外部电压大于门限值，采取相应的操作。对于关机插充电器的情况：

Vcharger > 1.5V，PM就会开机；

Vcharger > 3V，PM会产生中断，

若1.5V< Vcharger <3V，会出现：开机但不产生中断，这种情况只能用排除法确定。

（3）             两个三极管不同时工作：当同时插入USB和charger时，charger充电的优先级高于USB.

（4）             该充电电路的设计原则：软件跑起来才充电。

（5）             MOS管的作用：用于涓流充电。使得本身硬件不支持关机充电，但软件可以修改。如果不需要涓流充电的功能可以不加MOS管。

Q: USB_VBUS管脚的47K电阻的作用？

A: 使得USB_VBUS上的电压快速充放电，从而识别出外部电源已拔走，快速关断三极管，避免异常时电源倒流的情况。

Q: 如果要把USB_VBUS和VCHG连在一起，两者承受的电压不同，该如何设计？

A: 不建议把两个管脚连在一起。如果连在一起，加过压保护芯片，使用输出电压较低的充电器，输出电压不能超过7.5V。

（6）             Charger充电：不要选输出电压太高的充电器，因为内部有最大电压、电流、功率控制电路（闭环），超过了MAXSEL_P(最大设置功率)会使充电的三极管进入放大状态，发热很大

（7）             充电流程：涓流充电（电流软件可设，0-80 mA; 8 states）－恒流－恒压或脉冲式可选（默认为脉冲式）。充电结束的判别：设置门限电流值或充电门限时间（两者选一）

（8）             USB_VUSB：做为A-device或B-device:

A-device即PM的USB作主(USB_ID pin = 0V)，向外供电5V；

B-device即PM的USB作从(USB_ID pin = 悬浮)，由外部供电5V；

 

USB regulator的供电：

若为OTG操作：默认为VREG_5V供电给USB regulator，使能VREG_5V和USB regulator（开关1，2闭合）

若非OTG操作：使用外部电源给USB regulator供电，使能USB regulator（开关3闭合）。VREG_5V可作其它用途，如LCD背光驱动等。

（9）             有SMT的纽扣电池（若备用电池是大电容，则不存在该问题）的手机，在产线上电开机可能会存在问题：因为回流焊温度高，可能会导致RTC部分异常。解决方法：a.复位PM时寄存器pm_hard_reset写0  b.短路RTC（强制短路复位RTC，后一种方法不推荐）

（10）         UVLO（under_voltage lockout）可软件关掉该功能

 

3.           输出电平调节

（1）SMPS（DC-DC）

注意：对于SMPS的外围器件，高通测试了一些器件，有推荐器件。

（2）voltage regulator:

 

4.           General Housekeeping

（1） Q：为何对32K的负载电容要求比较高？

A：芯片内部有32K检测电路（该电路精度不高，常出现误报），如果检测到外部晶体停了，就会转到内部的RTC振荡器。内部的RTC振荡器比较差，时序有些混乱，经常会搜网，造成手机待机时间短。

（2） Q：32K晶体走线走线需要注意什么？

 

5.           Handset-level User Interfaces

 

6.           IC-level Interfaces

(1)        开关机触发

 

(2)        SBI接口配置

 

附：关于高通提问和样片：

1.       提SR注意事项：

（1）       写清楚芯片名称，射频平台，软硬件版本号（软件版本是指高通芯片的软件版本）

（2）       留下电话号码，便于沟通

（3）       用英文提问，如果觉得不用中文无法描述清楚问题，中文可作为附件。写清楚相关细节，用了什么仪器、测试的详细数据、步骤等

2.       要样品时要注意是工程样片还是商业样片。工程样片在使用时会有一些限制。如7627的工程样品就有如下问题：

3.       roadmap每月更新一次，注意索要最新的roadmap。避免手机量产时芯片不生产的情况

4.       最重要的文档：

XXXX mobile station modem device revision guide (因为芯片版本经常更新)

参考设计 reference design