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一部嵌入式移動電話的組裝分析
2010-08-26
本文通過一部可嵌入組件的移動電話的組裝分析來介紹有關電子產品微型化的研究實例。預示人們能夠通過獲得常規的移動電話元器件,並通過相應的硬件“嵌入”給它們賦予不同的功能。這樣將擴展移動電話的應用範圍並能夠因此獲得很大的靈活性,以滿足硬件製造廠商、供貨商和用戶的不同需求。

 

 

 

  近年來,隨人們物質生活水平的不斷提高,對移動電子產品的需求與日俱增,而與此同時移動電子產品的數量和功能都得到了跨越式的增長,尤其是移動電話更是如此,甚至有人手上不只使用一部移動電話。然而,移動電話依然是一個獨立的王國。不像PC,不能夠按要求進行定制,也不能購買額外的元器件進行組裝。基於個人電腦事業的巨大成功,預示隨後發展的移動電話也能夠以這樣的模式獲得收益。由此可見,人們能夠獲得常規的移動電話元器件,並通過相應的硬件“嵌入”給它們賦予不同的功能。這樣通過用戶化的元器件將擴展移動電話的應用範圍並能夠提供很大的靈活性,以滿足硬件製造廠商、供貨商和用戶的不同需求。

 


  Tessera Technologies公司的研究人員為了能夠實現這一目標開始了微型化的個案研究,本文就此內容重給大家作一介紹。

 


  根據所制定的移動電話技術要求,所有功能器件適合放置在一塊內部符合SD卡尺寸(32 mm x 24 mm x 3 mm)的模塊上面,模塊能夠插入常規的移動電子裝置中。
 

 

  為了能夠實現如此程度的微型化要求,研究人員面臨了許許多多的挑戰。本個案研究呈現了整個工藝過程的細節,涵蓋了從產品技術規範制定開始、概念設計、初步設計再到功能分析,最後實施原理樣機生產和功能的測試。它也遭受到了許多來自技術方面的挑戰,例如通過模塊邊緣連接器的天線互連、機械加固和多芯片封裝。

 


  圖1所示是移動電話是如何擴展成為一個多功能系統的。在如此微小的實體之中容納了如此多的功能,主要是由於移動電話中使用的微型元器件使這一切變成了現實。但是,該系統主要採用了集成的方式而非模塊化的方式。在該系統中發現的一個模塊是存貯卡。該系統綜合了許多的子系統,例如:電話通訊、MP3播放器、視頻播放器、錄音器和PDA等。現在,可以由用戶來替換僅有的模塊,那就是存貯器(通常使用存貯卡形式)。

 

 

 

圖1.一部多功能移動電話

 


  幾乎所有的移動設備(例如:移動電話、PDA和多媒體播放器)全部可以歸類于完全集成化系統的範疇。這類似於個人電腦時代到來前的早期計算機應用時代。PC業獲得了巨大的成功主要是因為實現了系統的模塊化,這樣,用戶可以從不同的供貨商處選擇任意一種組件,不管他們是銷售主板、CPU處理器、內存、硬盤等等。這樣就可讓數千家公司充分利用各自的靈活性、實施方式和價格優勢而興旺生長,從消費者手裡獲取巨大的利潤。

 


  以同樣的方式也可能在移動產品市場變成現實,消費者可以通過模塊化的方式定制他們自己的系統。移動電話的電子組件可以微型化和模塊化以適應于形成緊湊型電話模塊(compact phone module 簡稱CPM)。這種卡能夠插入電話中,人們只需要機殼、按鍵、顯示屏、擴音器和電池。因為這些對許多移動設備而言是共同的需求,所以,人們可以通過製作一張可插入的卡來滿足這些應用需求,將它們插入一個裸系統中之後,就可以讓它們成為一部電話或者PDA GPS接收器或者MP3播放器。
 

 

統要求


  對於所採用的緊湊型電話模塊來說具體的細節要求如下所述:


‧ 插件卡的外形尺寸為32mm× 24mm×3mm;


‧ 它能夠多次很容易地插入和移除,例如作為存儲卡方式來使用。它擁有一個機械鎖,僅准許它以一個方向插入;


‧ 插件卡的界面將參照工業標準規格的界面,以滿足卡內數字和RF器件與外部設備的功能鏈接,例如:天線、顯示器、鍵盤、電池等等;


  在圖2中給出了有關系統和緊湊型電話模塊的方框圖。模塊擁有的所有元器件被明確為一個完整的無線模塊、外部設備控制和軟件功能,加上能夠給主機裝置帶來多頻段和多種方式實現無線連接的連接天線。該系統所提供的手機外殼擁有用戶界面,例如:顯示屏、按鍵、話筒等等,一個主處理芯片能夠滿足常規的任務、外部存儲器和電源的需要。因此,該系統通過用戶界面提供了一個常規的電腦平臺,模塊可以提供特定的功能,例如:在這裡談到的無線電話通訊方式。在緊湊型電話模塊和主機之間,緊湊型電話模塊連接器應該能夠提供如下的界面:

 

 

圖2.系統和模塊的方框圖

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