标签: 系统分析

本文承接上文，希望从系统的角度来加以说明，一方面可以迅速了解智能手机的大致结构与构成，另一方面通过框图分析能基本知道手机基带这个我们常说，但却理解并不深入的重要模块。再者，大家唱衰苹果好多年了，苹果是否真的不行了，我拿出了近些年的销量，数据说话。 大神告诉我们，学习新东西，最为重要的是要避免盲人摸象，只知局部不识整体。因此，拿出手机整机系统框体，了解大致结构后，可以根据每个模块来深入研究： 在看另一半的元件分布图纸，与上文中的图纸构成整体，因本文有模块论述，因此分开了。 其次，可以看看点位图，通过对应点位图，基本大一点的模块都可以看清楚，更为重要的是通过点位图来学习其布局。PCB layout设计，布局更加需要学习。 然后，给出了苹果手机的历年销量图，截止到2016年Q2季度，没有到最新的，这份表单更为全面。基本趋势可以看出，整体速度是上升的，但是增速确实在下降，但体量依旧很大。这条曲线，让我想到了中国的GDP情况， 好像也是类似的曲线。改革开放前30年基本都是10%的增速，但现在基本6.8%左右，也有很多人唱衰，却没有考虑到中国第二大经济体的体量已经极为庞大，保持当前增速已经极为不容易了。 2.1 手机各个模块拆机 手机各个功能模块的厂家介绍。 红色：海力士的16GB闪存芯片 橙色：日本村田的339S0228 Wi-Fi芯片 黄色：338S1251-AZ电源管理芯片 绿色：博通的BCM5976触控芯片 蓝色：M8协处理器（其实是NXP的LPC18B1UK） 粉色：同样来自NXP的NFC芯片，具体型号是65V10 NSD425 黑色：高通的WTR1625L射频芯片，全网通的另一大组成部分 海力士的闪存：SK Hynix H2JTDG8UD3MBR 128 Gb (16 GB) NAND flash 高通的电源管理器：Qualcomm PM8018 RF power management IC Triquint TQM6M6224 Apple 338S1216 Broadcom BCM5976 德州仪器 Texas Instruments 37C64G1 Skyworks 77810 Skyworks 77355 Avago A790720 Avago A7900 Apple 338S120L 2.2 射频前端模块的细节图 iPhone 5S北美版射频前端模块： RF MicroDevices RF3763功率放大双工器(PAD) B5/8 RF MicroDevices 1112天线调谐方案 RF MicroDevices 1113天线调谐方案 Skyworks SKY77572 Band 18/19/20功率放大器 Skyworks SKY77810 2G/EDGE功率放大器 Skyworks SKY77496 Band 13/17功率放大器 Skyworks SKY73614 (不详) Avago A792503 Band 25/3功率放大器 TriQuint TQF6414 Band 1/4双功率放大器 村田(Murata) 177切换/过滤模块 村田E50切换/过滤模块 村田AMG切换/过滤模块 2.3 基带部分浅析 基带部分比较难，并不太懂，因此通过以前收集整理的资料简要说明，如有错误，欢迎指正。基频是手机中最核心的部分，也是技术含量最高的部分，全球只有极少数厂家拥有此项技术，包括德州仪器、爱立信移动平台、高通、联发科、NXP、飞思卡尔、英飞凌、博通、展讯。 常见基带处理器负责数据处理与储存，主要组件为DSP、微控制器、内存（如SRAM、Flash）等单元，主要功能为基带编码/译码、声音编码及语音编码等。目前主流基带架构：DSP+ARM。目前的主流是将射频收发器(小信号部分)集成到手机基带中。随着数字射频技术的发展，射频部分被越来越多地集成到数字基带部分，电源管理则被更多地集成到模拟基带部分，而随着模拟基带和数字基带的集成越来越成为必然的趋势，射频可能最终将被完全集成到手机基带芯片中。德州仪器、英飞凌等厂商将基带和射频部分集成在一起，对于中高端应用则加上应用处理器。 　　基带芯片是用来合成即将的发射的基带信号，或对接收到的基带信号进行解码。具体地说，就是：发射时，把音频信号编译成用来发射的基带码；接收时，把收到的基带码解译为音频信号。 　　基带部分如下图所示，通过这张原理流程框图可以返回对照原理图部分，因此基带部分大致关系可以看出来。 对照上图的滤波器电路如下 天线开关模块电路 功率放大器 射频收发器模块电路 基带处理器模块电路 对照下图GSM手机发送信号流程图 这样对比看下来，是否会容易理解一些？（启芯编写于2017年7月）

芯片系统建模与分析   在最初开始确定一颗芯片的需求之后，需要进行系统分析，确定系统的架构。这个过程的方法，我相信是很多系统架构设计者苦苦思索，一直追求的事情。一般从学习标准开始，了解协议，研究算法，确定整个系统的框架，然后分析各个模块可能存在的行为模式，模块之间可能发生的通信与同步关系。最后逐步落实到可能用以实现该系统的芯片的架构是什么样的。   有很多问题需要在这个过程中，确定下来。如果越精确，对于芯片的设计者来说就越能做出精确无误的，经济实用的芯片。例如，cache需要多大，内存需要如何分布多大的空间，模块之间的互联关系如何，互联关系网络里面的数据流量有多大等等……不是所有的模块都需要互相访问，于是为增加吞吐量，系统分析的过程需要精确地得出哪些模块之间需要互联，否则会多出成倍的互联关系，使得最后系统的实现非常复杂，且面积很大，功耗很大，不可以被市场接受。   但就是这个过程本身要求蛮高，系统架构师设计者们可能都会寻求一些方法来完成。曾经，我也了解过synopsys的类似这方面的系统仿真工具。这样的工具使用的过程，需要基于它已有的模块库来搭建你可能设计出的芯片原型，基于systemC等工具。例如模块库里面内核是ARMXX就选择之，然后matrix是什么version，也选择之，然后有usb之类的模块等等。这样搭建处理的系统，其实有了很多前提条件，就是系统仿真的行为其实是你选择的这些模块的行为的集合体。跟真正你希望设计的系统并不一定能对应上。   那么，用通用的芯片搭建一个系统原型如何。例如，TI的6XXX的芯片如此强大，能用软件实现很多的系统原型机了。这个主意其实比上面那个要接近实际情况很多。但同样的问题是6XXX芯片的内核，例如可以同时发射8条指令，总线，以及他本身芯片所拥有的资源很大程度上确定了这个系统运行的行为模式。当然，确实的一个系统实现后，很多数据已经是可以参考的了，虽然他们存在误差。   所以，在最初的系统分析，架构设计阶段，其实借助与已经存在的仿真工具或者芯片原型机，会获得一些参考数据，但都存在各种误差，例如内核的pipeline不同，中断响应的速度不同，内存访问的速度不同，cache的效率不同等等，误差来自各个方面，精确是很难，只能做个范围。但事实上，我认为这个阶段的评估与分析，确实也不需要特别特别的精确。有一些基础数据做参考即可开始架构设计了。只要不是数量级上的错误就行。那么既然是这样，为什么要花昂贵的代价去购买仿真工具，并花很大的力气在仿真环境上去搭建系统，同样都是成本的。关键是系统架构师是否有足够的经验，知识与技能，包括信心来完成此项工作。   看来这个话题，说起来确实很长。FPGA是否为一个好的方法呢？其实FPGA的验证已经不属于架构设计阶段的内容了，属于芯片验证阶段的内容了。且通常FPGA的作用在于功能验证，性能验证希望在FPGA上做得很完整也是徒劳的。简言之，FPGA上要把完整的复杂的一颗SOC映射上去，可能就做不到；要运行到足够高的频率也存在问题。于是，FPGA能帮助的是已经基本完成设计的芯片的功能验证工作。全系统是不能通过FPGA来得以充分的仿真实现的，这并不是否则FPGA平台在芯片设计和验证过程中的作用，他是不可替代的，但他不是架构设计的工具。   所以，经过几年的学习和尝试，我弄明白了一件事，每个系统设计之初的分析与构建过程，需要的就是你的经验，知识与你自己的建模分析方法，行之有效，且不必付出太大的代价。      

UML 与面向对象系统分析与设计培训                   课程简介 　 　本课程主要向系统开发人员讲授如何使用UML（统一建模语言）建立系统模型，描述系统架构。包括了静态建模、动态建模、物理架构以及UML的扩展。学员 可以有效地通过用例表述的系统需求来开发稳定的分析模型、设计模型、实现模型、测试模型、部署模型。学员将了解如何把“统一建模语言 (UML)”应用到基本的面向对象分析和设计概念中，其中包括构架、对象、类、构件、构造型、关系和各个类型的图。 在本课程中，学员可以通过学习使用年度最佳UML工具Plato/Kant可视化建模工具来提高系统分析和设计能力。从理解团队开发基础到创建图并运行报表，再到观看正向和逆向工程演示，学员将练习Plato/Kant的所有基本内容，从而理解 Plato/Kant的功能和可视化建模的价值。 培训对象 该课程适用于希望在实际项目应用中系统性的应用UML的技术人员，以及那些希望获得在用例驱动、以构架为中心和迭代化开发过程中，应用该技术的高级项目开发人员。包括需求调研人员、构架设计师、分析人员、设计人员和软件开发人员、产品市场技术人员。 本培训课程适宜于想从事软件系统分析与设计的系统程序员，最好应精通一种OOP的语言（如：C++、C#或者Java等）和开发工具（PB、Delphi、VC++等）。   中国电子标准协会 http://www.ways.org.cn    培训时间：3天 必备条件 　　参加此课程之前，学员应当具有面向对象语言程序设计经验。为确保授课效果，学员应当具备基本的软件工程背景知识和能够阅读简单的计算机英文的能力。 培训目标 完成本课程之后，学员将具备以下能力： 能独立地进行系统分析与设计，并利用UML设计自己的业务模块。 如何把“统一建模语言 (UML)”应用到基本的面向对象分析和设计乃至整个软件过程中，其中包括使用UML建立业务模型、需求模型、分析模型、设计模型、实现模型、测试模型、部署模型。 培训内容 一．UML语言规范： UML语言基础：基本概念，模型元素，体系结构 用UML对系统结构建模技术：类，关系，高级关系，图，类图，对象图，公共机制，接口，包，实例等基本及高级技术 用UML对系统行为建模技术：用例图，序列图，协作图，活动图，状态机，状态图，事件，信号，进程，线程等基本及高级技术 对系统体系结构建模的技术：组件，协作，实施，模式，框架，组件图，实施图，系统体系结构等基本技术及高级技术 二．UML面向对象分析与设计 概述 面向对象基本概念 运用UML、设计模式和面向对象的分析与设计技术 开发过程导论 业务需求建模阶段： 业务角色的查找及建立 业务用例查找与分析 用例模型的建立 业务规则及其建模 用活动图表示用例结构 活动图泳道的划分及对象流的标识 业务实体的分析及提取 业务对象模型的建立 系统需求建模阶段： 需求的捕获与理解 系统功能的理解 系统角色的建立 系统用例的建立 用例对过程的描述 基本用例及其分类 用例的扩展、包含及泛化关系 用例规约及文档标准 SRS现代软件需求包的理解   分析阶段及分析模型的建立： 从用例建立概念模型 分析及分析机制 用例分析 用例的关联 概念的识别及提取 概念模型的细化 概念模型的扩展及润饰 系统行为的分析－系统顺序图及契约 用状态图对对象建模 分析类及实体、控制、边界类的理解及分析 建立分析类图 包的组织 系统分层及架构分析 设计阶段及设计模型的建立： 从分析模型到设计阶段的映射 描述真实用例 设计用例 对设计类的理解 设计阶段的协作图 对类的职责分配 类设计的原理及原则 设计模型中的关联、泛化及聚合关系 设计模型中的系统行为的表达 接口的设计 包及子系统的设计 系统构架设计的要点 设计类图的建立 软件架构文档及模板 三． Plato/Kant 工具及应用： 针对问题需求描述建立Use Cases视图，序列图及协作图 建立包和类图，建立关联和聚合关系以及建立关系，建立类的属性和操作 建立状态转换图及活动 建立构件图和布署图模型 Plato/Kant与开发工具代码的正向及逆向工程 四．应用案例分析：穿插到各个阶段讲解 可根据客户提供实际案例进行讲解