CN104053220A

CN104053220A - 基于pcm的多卡多待3g功能模组

Info

Publication number: CN104053220A
Application number: CN201410185580.6A
Authority: CN
Inventors: 李奎; 张彤; 马斌; 关瑞龙
Original assignee: Yangzhou Xin Xun Science And Technology Ltd
Current assignee: Yangzhou Xin Xun Science And Technology Ltd
Priority date: 2014-06-29
Filing date: 2014-06-29
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明提供一种基于PCM的多卡多待3G功能模组，包括应用处理器、基带处理器、音频编解码器、蓝牙芯片、调制解调器和射频系统，其特征在于：所述应用处理器和所述音频编解码器之间通过I²C接口连接，所述音频编解码器与所述蓝牙芯片之间通过PCM接口连接，所述调制解调器与所述音频编解码器通过PCM接口连接；所述应用处理器与所述基带处理器之间通过GPIO及USB接口连接；所述基带处理器包括GSM芯片和CDMA芯片，GSM芯片连接有SIM1卡和SIM2卡，GSM芯片具有SIM接口时分复用模块、基带时分复用模块、SIM1通信协议处理模块和SIM2通信协议处理模块，CDMA芯片连接有USIM卡。两套基带和射频系统，其中GSM芯片连接有2个SIM卡，CDMA芯片连接有1个SIM卡。本发明体积小，成本低，使用本发明法的手机整体功耗显著降低。

Description

基于PCM的多卡多待3G功能模组

技术领域

本发明涉及一种多卡多待3G功能模组，具体涉及一种基于PCM的多卡多待3G功能模组。

背景技术

随着Internet的飞速发展，用户迫切需要更好更快的数据通信。在此背景下，以WCDMA，CDMA2000和TD-SCDMA为代表的3G移动通信技术应运而生，同时还带来了很多新业务，如高速数据传输，视频通话，视频点播，音频流等。但目前2G网络和设备大量普及，使3G网络和2G网络之间顺利切换成为了手机迫切需要实现的一项功能，因此双卡双待，甚至是多卡多待手机应运而生。

目前，双卡双待或多卡多待的移动通信模组方案众多，以下是比较有代表性的，均各有其缺点：

（1）双卡双待主从基带的架构

两套射频/两套基带/两套协议栈，由于增加了一套系统，成本增加了很多，耗电量也随之增大，上层协议栈也增加了一倍的工作负载；而因为有两套硬件设备，手机的体积也随之增大。同时，因为有两套射频系统，同频干扰和信号质量的问题就凸显出来。这就要求在设计硬件的时候，更多的考虑将两个射频模块之间的距离增大，以及如何节约成本，提升性价比。为达到节约成本的目的，传统的做法是使用主从基带处理器的方案。缺点在于，非常容易有同频干扰，成本相对高，耗电量大，手机体积大。

（2）双卡双待单基带单射频架构

这种架构采用了单射频单基带的方式，减小了体积，降低了成本，降低了功耗，方便携带。在基带芯片中，具有SIM接口时分复用模块和基带时分复用模块，以及SIM1通信协议处理模块和SIM2通信协议处理模块。基带芯片通过SIM接口跟一个同时连接两个SIM卡槽的电子开关相连，并通过片选模块对电子开关进行控制，从而做到了双卡双待。

但是，当SIM1处理模块和SIM2处理模块需要同时收发数据时，基带时分复用模块只能保证一路的数据收发，而另一路则相当于进入无信号区，直到一路服务完毕，才能为另一路提供服务。也就是说，当一个SIM卡正在通话时，另一个SIM卡只能处于无服务状态，即单通。

（3）双卡双待单基带双射频架构

两RF接口接收数据是通过RF时分复用基带模块共用基带处理模块，当RF1接口收到数据需要基带处理，则RF时分复用基带模块为RF1接口服务；反之亦然。当两路同时请求基带处理时，RF时分复用基带模块安排一路处理，另一路等待，一路完成马上处理正在等待的另一路；基带处理模块需要RF收发数据时，直接驱动RF接口安排对应的RF收发数据。

在此方案中，如果一路电话正在通话而另一路有呼叫请求，则会进入等待模式。当基带模块处理完当前通话，则会立刻处理等待在队列里的呼叫请求，避免了单通漏接电话的问题。

（4）双卡双待双通架构

在本方案中，USIM卡是一卡多模的卡，可以切换驻留在GSM模式或者WCDMA模式下。当USIM卡驻留在GSM模式下时，两卡时分复用GSM射频物理层，此时相当于GSM+GSM卡的双卡双待单通方案；当USIM卡驻留在WCDMA模式时，两卡分别使用GSM和WCDMA射频物理层，这样就相当于GSM+WCDMA的双模双卡双待双通方案。这样就以较少的射频器件实现了双卡双待双通，其中一个卡还可在GSM和WCDMA之间双模无缝切换。SIM卡和USIM卡发生寻呼信道冲突时，其中一卡进行小区重选，如果依然冲突，则可以放弃SIM卡。

（5）双卡双待单通架构

本方案中，USIM卡是一卡多模的卡，可以切换驻留在GSM模式或者WCDMA模式下。当USIM卡驻留在GSM模式下时，两卡的接入层时分复用同一射频物理层，此时相当于GSM+GSM卡的双卡双待单通方案；当USIM卡驻留在WCDMA模式时，并且处于空闲或寻呼状态时，SIM卡接入层在USIM卡接入层的DRX时间使用射频物理层，这样就相当于GSM+WCDMA的双模双卡双待单通方案。这样就以一套射频器件实现了双卡双待单通，其中一个卡还可在GSM和WCDMA之间双模无缝切换。

（6）多卡多待解决方案

目前的多卡多待的方案基本都是基于一套或两套基带和射频芯片完成的，其中GSM芯片连接有2个SIM卡，CDMA芯片连接有1个SIM卡。通过两套通信器件，实现了双通功能；同时通过在GSM芯片里面的复用模块，实现了多卡多待的功能。

发明内容

本发明的目的是为克服目前双卡双待或多卡多待移动通信模组易有同频干扰、成本高、耗电量大及体积大的缺点。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于PCM的多卡多待3G功能模组，包括应用处理器、基带处理器、音频编解码器、蓝牙芯片、调制解调器和射频系统，其特征在于：所述应用处理器和所述音频编解码器之间通过I²C接口连接，所述音频编解码器与所述蓝牙芯片之间通过PCM接口连接，所述调制解调器与所述音频编解码器通过PCM接口连接；所述应用处理器与所述基带处理器之间通过GPIO及USB接口连接；所述基带处理器包括GSM芯片和CDMA芯片，GSM芯片连接有SIM1卡和SIM2卡，GSM芯片具有SIM接口时分复用模块、基带时分复用模块、SIM1通信协议处理模块和SIM2通信协议处理模块，CDMA芯片连接有USIM卡。

本发明的基带芯片中，具有SIM接口时分复用模块和基带时分复用模块，以及SIM1通信协议处理模块和SIM2通信协议处理模块，支持USIM卡实现USIM卡驻留在GSM模式下时，两卡的接入层时分复用同一射频物理层，相当于GSM+GSM卡的双卡双待单通方案；当USIM卡驻留在WCDMA模式时，并且处于空闲或寻呼状态时，SIM卡接入层在USIM卡接入层的DRX时间使用射频物理层，相当于GSM+WCDMA的双模双卡双待单通方案。包括两套基带和射频系统，其中GSM芯片连接有2个SIM卡，CDMA芯片连接有1个SIM卡。通过两套通信器件，实现了双通功能；同时通过在GSM芯片里面的复用模块，实现了多卡多待的功能。本发明体积小，成本低，使用本发明法的手机整体功耗显著降低。

附图说明

图1：本发明原理框图；

图2：本发明的Modem模块原理框图；

图3：蓝牙通话实施例原理框图；

图4：电话录音实施例原理框图；

图5：视频通话实施例原理框图。

具体实施方式

如图2所示，基本接打电话的流程如下：

送话：Analog Audio Input → A/D → Digital Mixer → Baseband Chip → RF Transceiver → Antenna；

受话：Antenna → RF Transceiver → Baseband Chip → Digital Mixer → D/A → Audio PA → Analog Audio Output。

PCM模块采集Digital Mixer的混音信号送至PCM输出；并将输入的PCM信号送入到Digital Mixer中去。

如图1所示，应用处理器Application Processor和音频编解码器Audio Codec之间的连接使用I2C接口，Audio Codec和蓝牙芯片Bluetooth Chip之间使用PCM接口，Modem和Audio Codec之间也使用PCM接口。在基带处理器和应用处理器之间，由于可能会传输大容量的音视频数据，采用GPIO+USB的传输接口。应用处理器S5PC110提供了和Modem连接的共享内存的方案。AP和Codec之间的I2C通道可以直接使用双声道，而BP和Codec之间，Codec和Bluetooth Chip之间需要做相应的PCM数据配置。因为Codec的音频接口的同步信号都是LRCLK，而BP和蓝牙芯片的同步信号是PCM_SYNC。而我们平时语音通话的音频使用单声道就足够了，因此可以让BP和蓝牙芯片为Codec提供同步时钟，在Codec中配置数据的传输格式为普通PCM的数据格式（在SYNC信号使能时传输所有数据，在其余时刻不传输数据。

如图3所示，因为蓝牙通话不需要应用处理器来输出高保真音频信号，因此只需要基带Modem的PCM输出作为输出音频信号与蓝牙模块相连。经调研，两款Codec芯片CS42L73和WM8994均有相应的PCM外接接口，用于将输出的语音信号传输给蓝牙芯片。当我们用蓝牙耳机通话时，话音在耳机中进行了A/D转换，并传输到手机的蓝牙芯片中进行处理。蓝牙芯片将收到的数字信号，经过Audio Codec的处理，输出至与Modem的PCM接口；Modem接到信号后，经编码交织调制功放等处理，传至天线部分发射出去。当用蓝牙耳机收听话音时，信号从手机Modem的天线部分接收，Modem进行去载波变中频操作，然后进行解码，传至与Codec的PCM接口。Audio Codec对音频进行处理后，输出至蓝牙芯片，蓝牙芯片将其调制至2.4GHz载波发射至蓝牙耳机。如果Modem中的两个基带模块支持不同的蓝牙配置，如HSP/HFP/A2DP/AVRCP等，在通话开始前，可将Modem与Bluetooth Chip用UART串口相连进行配置，然后再开始传输PCM数据流。

如图4所示，当Modem中的一个模式有电话接入或者用户主动发起通话请求时，Modem根据具体的协议建立连接。在用户通过界面设置进行电话录音时，Modem直接向应用处理器发送一个GPIO的中断请求，应用处理器于是做好接收PCM数字信号并存储到FLASH（SD卡或ROM等）的准备。当用户送话时，话音经过Audio Codec的混音处理，A/D变换，及噪声去除，输出至PCM接口。同时，此输出的数字信号也经过I2C接口传送给应用处理器，应用处理器接收此数据并将其存储至FLASH中。与此同时，在经过Modem对数字话音的编码，交织，调制，功放等处理后，经天线发送出去。当用户收话时，话音通过天线接收至Modem，Modem在解调解码之后，将数字信号通过PCM接口传送至Audio Codec中去，再传至耳机或者其他外放设备。由于I2C接口连在Codec的数字混音器（Multi-Channel Digital Mixer）之上，因此此时I2C的输出信号便是此时收到的话音信号和其他输入话音的数字混合，无需将输出的模拟信号再进行重新抽样量化。应用处理器在接收到此数据后将其存储至FLASH中即可。当用户终止电话录音过程时，Modem通过GPIO信号同时应用处理器结束录音，则应用处理器结束将收到的I2C数据存储至FLASH的过程，录音结束。在录音过程中，可以通过配置应用处理器中编码器的类型来输出不同格式的音频文件至FLASH。

如图5所示，2G的卡一般由于资费和协议自身速率的问题，不可能提供视频通话这样的服务，因此视频通话仅限于3G的卡发起通话。当一个3G的卡有电话接入或者用户主动发起通话请求时，Modem根据具体的协议建立连接，并在软件层面协商是否进行视频通话。在协商结束确定使用视频通话时，Modem向应用处理器发送一个GPIO的中断信号，提示应用处理器调用外设摄像头进行拍摄，并启动LCD显示屏。在通话过程中，摄像头拍摄到的数据经相应格式的编码器进行编码，然后通过和Modem之间的USB通道传输至Modem，Modem经过编码调制功放，通过天线发送出去。同理，接收到的视频信号也经过Modem解调解码之后，通过USB通道传输至应用处理器，最终经过相应格式的解码，显示在显示屏上。使用此方案可能会有音画不同步的问题。因为语音走Audio Codec通路，而视频则直接走AP和Modem之间的USB通路，很容易不同步，而就算语音也走这个USB通路，如何去平衡音画的延时，满足用户不同的QoS需求，也需要在应用处理器或者Modem中作相应的流控处理。

Claims

1.一种基于PCM的多卡多待3G功能模组，包括应用处理器、基带处理器、音频编解码器、蓝牙芯片、调制解调器和射频系统，其特征在于：所述应用处理器和所述音频编解码器之间通过I²C接口连接，所述音频编解码器与所述蓝牙芯片之间通过PCM接口连接，所述调制解调器与所述音频编解码器通过PCM接口连接；所述应用处理器与所述基带处理器之间通过GPIO及USB接口连接；所述基带处理器包括GSM芯片和CDMA芯片，GSM芯片连接有SIM1卡和SIM2卡，GSM芯片具有SIM接口时分复用模块、基带时分复用模块、SIM1通信协议处理模块和SIM2通信协议处理模块，CDMA芯片连接有USIM卡。