a
特点
通过欧洲的GSM第一阶段型式认证
完成基带处理芯片组执行：
语音编码/解码，根据GSM 06.XX
DTMF和呼叫进行音生成
均衡与16国维特比，软判决
信道编码/解码根据GSM 05.03
所有的ADC和DAC接口函数
包括所有的广播电台，辅助和语音接口
支持GSM数据服务
嵌入式16位微控制器
第1层软件提供的与芯片组
全部二期协议栈软件可用
综合SIM-和键盘接口
超低功耗设计
2.7 V工作电压
智能电源管理功能
长达70小时待机时间可达到
JTAG边界扫描
完整参考设计
三TQFP设备，占地少小于12厘米
2
应用
GSM / DCS1800移动无线电和PCMCIA卡
概述
GSM
基带处理芯片组
AD20msp410
系统架构
算法
信号
处理器
ASP
物理
层
处理器
PLP
基带
变流器
收音机
子系统
英国广播公司
AD20msp410
GSM芯片组
C
512K ×16
只读存储器
128K ×8
内存
显示
2K ×8
EEPROM
键盘
SIM卡
ADI公司的GSM基带处理芯片组提供
对于基于GSM的移动无线电系统具有竞争力的解决方案。它
被设计成完全集成，易于使用，并且兼容
具有广泛的产品解决方案。使用这种GSM手机
芯片组和与之配套的第1层，2个，3个软件都通过
欧洲GSM全类型的审批程序。
该芯片组包括三个高度集成的，亚微米，低
形成核心基带信号功率的CMOS元件
处理的GSM手机。系统架构是
设计可以很容易地集成到现有的设计和形式
下一代设计的基础。
该芯片组采用了2.7 V的工作电压为3.6 V ，这
再加上丰富的电源管理功能，
显著降低了电池供电的漏极与延伸
手机的通话时间和待机时间。
芯片组组件
算法信号处理器（ ASP）的
预编程的ROM ，无需用户编程。该
ASP根据GSM实现全速率语音编码转换
规格，包括不连续发射（DTX ）
和舒适噪声插入（ CNI ） 。高性能软
判决维特比均衡器也被实现在软件中，
嵌入在ROM中。
物理层处理器（ PLP ）
所述PLP结合专用硬件和一个
嵌入式16位微控制器（日立H8 / 300H ）以
执行信道编码和解码，并执行协议
堆栈和用户软件。嵌入式处理器执行
层1 ，2，3和用户的MMI软件。该PLP可以控制所有
其他芯片和内存支持的省电功能
组件来实现最大的功率节省。
基带转换器（ BBC）
在ASP是ADSP- 2171的应用程序特定的变
标准的DSP ADI公司。它已被优化，
满足的成本，尺寸和功耗的要求
GSM移动应用程序。所有必要的内存来运行
提供芯片和GSM的具体方案及其
第0版
信息ADI公司提供的被认为是准确和
可靠的。但是，没有责任承担由Analog Devices其
使用，也不对第三方专利或其他权利的任何侵犯
这可能是由于它的使用。没有获发牌照以暗示或
否则，在ADI公司的任何专利或专利权。
英国广播公司进行的话音频带和基带模拟 -
数字和数字 - 模拟转换，接口的数字
该芯片组的麦克风，扬声器和无线电节
部分。此外，在BBC包含的所有辅助变流
ERS的突发斜坡， AFC ， AGC ，电池和温度
监测。该芯片组可以直接与各种
行业标准的无线电架构，并提供所有
合成器和定时控制信号。
ADI公司， 1996年
一个技术的方式， P.O. 9106箱，诺伍德，MA 02062-9106 ， U.S.A.
联系电话： 617 / 329-4700
传真： 617 / 326-8703
AD20msp410
软件
所需要的第1层的软件被提供与芯片组。在
此外，对于层2和3的一个目的代码许可
协议栈是可用的。图层1,2,3的这个确切包
软件，加上AD20msp410芯片组，是今天在
手机已经通过了欧洲的GSM最终型号核准。
体系结构概述
模拟语音信号进行采样，以8 kHz ，产生13位
线性值对应于输入的幅度。该
得到的数据通过专用的串行传递到ASP
端口。
语音编码（ASP）的
一个标准的GSM手机可以分成五个功能
地区：
模拟和数字基带处理子系统
（语音电台）
1层软件（物理层）
协议栈软件（层2和层3 ）
无线子系统
用户界面软件（ MMI ）
ADI公司和技术伙伴（ TTP ）
为实现本的成本效益和可靠的方法
基带处理子系统和协议栈软件。
本数据手册包含了基带的功能描述
处理子系统和所述第1层的软件。该技
术合作伙伴可以提供许可证，软件和参考
设计在GSM手持便携式终端的所有其它区域。
有关各个芯片组的康波的详细信息
堂费请参阅在ADSP- 2178 （ASP） ， AD7015 （ BBC）的
和ADPLP01 （ PLP ）数据表的电气特性
和定时信息。
功能说明
在ASP从BBC收到的语音数据流，并
从104 kb / s的数据编码为13 kb / s的。所使用的算法
是规则脉冲激励，与长期预测（ RPE-
LTP）如在06系列的GSM建议中指定。
该算法进行测试，并证明是位准确反对
GSM测试向量，包括所有VAD / DTX功能。后
将编码的数据通过并行传送到所述PLP
端口在260位，在20毫秒的时间间隔离散块。
信道编码（ PLP ）
从ASP接收到的信息中包含的数据值
与具有不同优先级的滤波器系数。这些
随后保护水平的不同信道内
编码。编码保护过程采用块
编码和卷积编码。除了正常的
语音业务信道，信道编码功能，还
支持全速率和半速率的数据传输。后
交错过程中，如果需要的话，该数据被使用的加密
所需的A5 / 1和A5 / 2加密算法。然后数据
格式化成脉冲串，用所需的定时和训练
序列并通过专用串口发送给BBC 。
GMSK调制和D / A转换公司（ BBC）
图1是GSM基带的功能框图
处理芯片组。该芯片组可以被看作是一个功能
块，它包含若干离散的功能单元。该
电和功能接口到系统的其余部分是
在本部分的末尾简单地说明和描述
详细的数据单中的每个组件。
英国广播公司
ASP
基线
BAND
DAC
英国广播公司接收的数据为270 kb / s的。芯片上的查找表
ROM调制和频谱形状被发送的数据。一
对10位匹配的差分DAC的转换的调制
数据从数字域转换到模拟域，并通过我
和Q数据给无线子系统的发送部分。
下行
在下行链路的基带处理功能包括
以下操作：
模数转换（ BBC）
接收器的I和Q信号是由一对模数转换器的采样
270千赫。将得到的数字字传送给ASP
通过一个专用的接收路径的串行链路和DMA控制。
均衡（ ASP）的
声音
ADC
演讲
ENCODE
通道
ENCODE
之间
离开
加密
声音
DAC
演讲
演讲
解码
ENCODE
通道
解码
的隔行扫描
离开
解码
均衡器
基线
BAND
ADC
PLP
CONTROL + MMI + I / O
图1.功能描述
UPLINK
均衡器恢复并解调所接收的信号和
建立用于移动本地定时和频率参考
单元。均衡算法是一个版本最大的
用维特比似然序列估计器（MLSE ）
算法。每个符号的两个比特的信心提供更多的
关于每个决定于信道的精度信息
编解码器的卷积解码器。均衡器输出
序位，包括信心位。这个数据是
通过对一个专门的并行端口传送到所述PLP
ASP 。在这一点上，训练序列和尾随位
包含在脉冲串内，将被丢弃。
信道解码（ PLP ）
所述上行链路的基带处理功能包括以下
操作：
模拟到数字语音转换（ BBC）
常规的麦克风，直接连接到BBC ，
提供的模拟输入信号到ADC。声音ADC
函数使用Σ-Δ转换器转换和噪声状
输入信号，实现了信号 - 噪声比加总
大于62.5分贝谐波失真（ SNR + THD）。
–2–
的A5 / 1或A5 / 2的解密算法的情况下，根据需要，向
恢复已准备好进行去交错处理的数据。该
去交错处理是交织的精确反转
方法中使用由发射部分。数据可以直接传递到
这个功能，而不A5 / 1或A5 / 2解密，连续的
通过层1处理控制。 DECODE函数，然后
进行卷积解码和校验解码。该
卷积解码器使用一个维特比算法，有两个软
第0版
AD20msp410
供给由均衡决定信任比特。一旦这些
解码功能齐全，数字化的语音数据传输
通过并口ferred到ASP 。差错控制机器人，
共享机制用于确保足够的坏帧指示。
语音解码（ ASP ）
英国广播公司和上变频到900兆赫的GSM应用和
1800兆赫PCN应用。
专用功放增加了RF信号的
所需的水平。接收机放大的天线信号，向下
将其转换成中频（IF），并放大它
再次出现。经过第二转换到基带的I和Q
该信号的分量被馈送到该广播公司。
英国广播公司， ASP和PLP提供三个辅助功能
接口给无线子系统。这些辅助功能
包括AGC ， AFC和功率斜坡。
功率斜坡信封（ BBC）
编码的语音数据传送在从20毫秒的间隔
PLP在ASP中的260位数据块加上坏帧
指示器（ BFI ） 。语音解码器支持安慰噪声
插入（ CNI）函数，该函数将一个预定义的沉默
描述符入解码处理。在ASP也实现
控制健谈侧音和短期回声消除。
所得到的数据，在104 kb / s的，被转移到了BBC
通过专用的串行路径。
语音的数字 - 模拟转换
英国广播公司的语音DAC功能，采用Σ-Δ CON-
变频器转换和噪声整形信号。的13位线性
值被转换到模拟域，并过滤，以避免
任何图像。将得到的差分信号，可以控制
在数量和直接驱动小耳塞，以及一个
独立的辅助输出。
辅助系统功能
为了满足频谱和时域规格
传送的输出信号，脉冲串必须遵循指定的
功率包络。信封的电源配置发源于
所述PLP作为一组系数，向下加载的，并存储在
英国广播公司。这个包络信息被发送到辅助DAC中的一个
在BBC与每个突发。模拟输出被馈送到
射频功率放大器，控制功率曲线和绝对
所传送的数据的电平。
自动增益控制（ AGC）的
在ASP中，工党和英国广播公司进行了一些辅助
函数，它们必须建立一个完整的移动无线电。
一般的无线部分构成的三大功能
发送器，接收器和合成器。图2显示了如何在
基带芯片接口，一个典型的无线电架构。该
发射机被供给的基带的模拟I和Q信号从
移动无线有应付宽范围的输入信号的
的水平。的总增益的主要部分是在IF提供
放大器。所述输入信号电平在ASP的分析和
所述PLP和一个数字增益控制信号被发送到该广播公司。一
10位辅助DAC产生相应的模拟控制
信号的中频放大器。另外增益控制可
通过使用ASP的两个输出的标志来实现。
AD7015基带/辅助部分
T
X
DAC
BURST
商店
基带
串行
接口
GSMSK
调制器
T
X
DAC
I
PA
Q
FIR数字滤波器
FIR数字滤波器
FIR数字滤波器
R
X
DAC
R
X
DAC
I
IF
Q
FIR数字滤波器
FIR数字滤波器
AGC
10位DAC
辅
串行
接口
8位DAC
AFC
10位DAC
13 MHz的VCTCXO
RAMPING RAM
10位DAC
斜坡控制
ASP
FL AGS
AGC
PLP
LOCK
合成
控制信号的
PAERROR
13 MHz的VCTCXO
图2.控制RF部分的
第0版
–3–
AD20msp410
自动频率控制（ AFC ）
数据服务
移动无线电具有跟踪精确的主时钟
由基站提供。晶体振荡器在漂移
时间和温度必须被补偿以及频
由于在移动的情况下的多普勒效应昆西移
移动无线电。在接收信号中的ASP和被分析的
PLP和一个数字控制信号被产生。这个信号被发送
在BBC的两个DAC 。的10位DAC操作为
粗和8位DAC的细调节。的权重
DAC的是这样的，即两个DAC产生的组合的分辨率
13位。将合并的模拟输出信号被用来控制
压控温度补偿晶体
振荡器（ VCTCXO ） 。
合成器控制
数据服务被认为是用于GSM的基本特征
端子和AD20msp410芯片被设计成提供
灵活的，低成本的实现数据服务的支持
通过GSM空中接口。
手机
应用层
前景
应用层
背景
协议栈
蛋鸡2/3
协议栈
第1层
AD20msp410
芯片组
命令
翻译员
FRAME
路由器
V110'
帧
外
数据终端
适配器
数据终端
适配器
所述PLP和的第1层的软件的各个部分
控制整体时序和频率产生无线电
子系统。这包括最多两个synthesiz-控制信号
器，断电控制信号和功放监控
信号。详细信息可在ADPLP01找到
数据表。
的辅助音频信号的产生
人机INTERFSCE
数据应用
LAYER 2个继电器（ L2R ）
无线链路协议（ RLP ）
速率适配
图4.实现数据服务
根据第1层的控制在ASP可以生成各种定
和用户可编程的音调。这包括所有的标准
DTMF和呼叫进程音以及用户自定义铃声。
语气结构可以包含多达四个频率康波
堂费与个人的持续时间。
在ASP也产生扬声器侧音在指定的
GSM建议。相较于传统的硬件
实现，该软件实现提供了制造
facturing灵活性，在很宽的范围扬声器/麦克风
敏感性。
在图4中示出的选择的系统体系结构提供了用于
材料的最低终端条例草案时，尽可能少
互联点和最低功耗
只运行语音业务时。然而，芯片组提供
全信道编码和解码的所有数据服务。平价
和卷积编码和交织的TCH / F9.6 ，
TCH / F4.8和TCH / F2.4在PLP实现。
该接口的芯片组是一个用户可配置的3线串行
接口V110提供数据包在GSM 05.03所定义，
加上协议信息和控制的应用
化层。外部的终端是数据终端
适配器（ DTA ），它运行在数据服务软件。包括
在DTA都是速率自适应的功能和数据
服务应用程序。命令解释程序驻留在
手机支持通过与避免双重课税协议的串行接口协议
两者的业务数据和控制信息的传送。
技术合作伙伴能够提供所有必要的数据
服务软件。
软件实现
AUDIO /辅助部分
电压
参考
LOCK
滤波器
声带
串行
接口
Σ/
DAC
PGA
MUX
汽车
KIT
Σ/
DAC
PGA
滤波器
PGA
辅
串行
接口
U
BAT
10位DAC
MUX
温度
其他
完全实现了GSM 1层功能
提供作为一个对象的代码模块，用于执行对
控制器，嵌在所述PLP 。该执行的功能
软件包括：
GSM频段的初始扫描最强的30和选择
信道所要求的03.22和05.08
移动振荡器调节，定时和同步
来自服务小区的BCCH解码（露营- ON）
基站的频率和定时测量和BSIC
在3层的控制来自相邻小区的提取
按照05.02跳频
完全实现非连续接收（ DRX ）和
传输（DTX ）
的接收电平与信号质量报告
AD7015图3.用音频/辅助节
图3示出了音频部分和所述辅助ADC
英国广播公司。输入信号可以来自一个直接连接
麦克风或者从车载套件的远程麦克风。输入
增益可被设置为0 dB或26分贝。输出信号可以是
直接连接到一个小的耳机，并且对于进一步扩增
化，到外部车载套件。两个输出- PGA的可以亲
编程为-15 dB或6分贝。
–4–
第0版
AD20msp410
完整的工程和测试模式支持
支持所有阶段1和阶段2的切换模式
SIM卡接口驱动程序
接口连接到第3层（无线资源管理）信息
和第2层（数据链路层，信令和数据）的
外部功能AGC ， AFC和合成器的设置是
所谓由1层，这些允许用户配置
系统，用于很宽范围的无线电架构，包括
TTP GSM引用收音机。
协议栈的较高层也驻留在该
嵌入式处理器。一个GSM第2阶段标准， 2/3层
协议栈可从技术合作。
功率耗散考虑事项
模拟语音接口BBC
模拟语音接口BBC在指定
AD7015数据手册。几个设计实施例用于
单端或差分输入或输出。电压
被设置在偏置麦克风信号的参考
英国广播公司。英国广播公司的模拟输出能够驱动的
直接与听筒和150的阻抗
.
对于可选
使用单独的外部麦克风和功率放大器，一组
辅助输入/输出提供。
无线接口，以BBC和PLP
在移动应用中，最小化的功耗
所有设备是实现更长的待机时间和通话时间的关键。
在GSM手机中的基带子系统占主导地位的
手机的待机电流消耗。的设计
ASP ，工党和英国广播公司包括广泛的功能，以减少电流
消费并给高达70小时的待机时间。
所有这三款器件是专门设计用于运行
2.7 V至3.6 V ，因此有利于三个或四个单元镍镉/镍氢或
单节锂离子电池。
该PLP采用智能电源管理，可准许
在PLP鼎自动化控制功耗和
外围电路。数据处理模块切换
只有当他们处理数据，否则他们是动力
下来。
提供附加的控制信号，使第1层
软件来控制外部的子系统，如在ASP ，
英国广播公司，广播和存储元件，从而使他们的权力是
由PLP智能地切换。
在ASP的不同断电模式范围从
简单的“等待中断”状态，以一个完整的硬件
断电，只有泄漏电流耗散功率。
在BBC的断电功能分别划分
之间接收，发送电路和辅助电路。这提供
在不同的操作优化的模拟电源性能时，
模式。
接口
英国广播公司和无线子系统之间的模拟接口
由差分输入和输出的I和Q部分
对于AFC ， AGC以及信号和三个模拟控制信号
发射坡道信封。这些信号中的细节将在指定
在AD7015数据手册。所述PLP之间的数字接口
和无线电子系统包括用于通信的串行端口
一条提示与合成器和几个控制信号作为
详细的ADPLP01数据手册中规定。
数码SIM卡接口PLP
该PLP被设计成直接连接到SIM卡。但
接口逻辑可能需要3 V的芯片连接到
5 V SIM卡。
数字接口键盘
被设置在所述PLP多达40键小键盘接口逻辑。
这个接口提供了键盘扫描8行4
列。另外在所述PLP的额外管脚被设置为
电源开关。
数字总线接口存储器和显示器
外部RAM和ROM ，以及显示控制器
接口直接把21位地址总线和16位数据总线
的PLP 。
接口FLASH存储器
大闪存可以包含的所有程序
在PLP的嵌入式控制处理器。这包括
完整的GSM协议软件以及用户界面
软件。 4兆至8兆大小，建议到accommo-
迄今为止所有的协议软件以及用户界面的典型尺寸
软件。增强的功能，需要更大的记忆
通过嵌入式的大地址空间轻松支持
控制处理器。为了方便生产规划和
的FLASH存储器领域的升级，提供了PLP
嵌入的代码的软件下载到闪存
通过标准串行端口内存。
接口SRAM
图5示出了芯片组的8接口，这必须
认为是完整的移动无线电设备的设计。一些
这些接口必须符合GSM规范，别人会
具体的设计。
模拟语音接口BBC
无线接口，以BBC和PLP
数字SIM卡接口PLP
数字接口的键盘
数字总线接口由PLP内存和显示器
数字接口从PLP到EEPROM
数字音频接口（ DAI ）
数字接口PLP的数据服务
旁边的FLASH存储器，控制处理器额外
支持静态RAM来存储用户定义的变量，通常
所使用的协议栈或应用层。标准
SRAM的接口直接向的地址和数据总线
PLP 。
接口显示控制器
该接口是通过地址和数据总线实现
和相关的读，写选通信号，以及一个特定
使能信号。集成的等待状态发生器帮助界面
到了广泛的显示控制器。两个引脚PWM
输出控制用于显示独立的背光强度
和键盘。
第0版
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QQ：2881677436 复制
