本文探讨了摩托罗拉Nexus 6手机的内部构造，并重点关注了与蜂窝通信相关的元器件，包括RF收发器、蜂窝调制解调器和Wi-Fi/蓝牙IC。还概述了访问手机内部的分步过程。
接触Nexus 6内部结构的第一步是拆下背板——它是用粘合剂粘在手机背面周边的。使用的工具有：
使用平头螺丝刀撬开后盖的一角，留出足够的空间，就可以将吉他拨片的尖端插入。然后，沿着后盖的边缘摇动吉他拨片，向上撬动，就可以解除粘合剂的作用，而将后盖和手机分开。
拆下后盖后，可以看到后框，里面有感应线圈和电池。
沿着后框边缘以及相机镜头旁边总共有22个T3 Torx螺丝。松开这些螺丝，就可以将后框与屏幕和主板分开（图1）。（这一步要用到T3 Torx螺丝刀。）
图1：用于从屏幕/主板上松开后框的T3 Torx螺钉位置。
如图2所示，有两根带状电缆将屏幕连接到主板：第一根，也是较大的一根，是显示电缆，负责将视频信息从主板中继到屏幕；第二根是触摸屏电缆，用于将触摸屏输入传送到手机的其余部分。
图2：视频（红色）和触摸屏（蓝色）带状电缆连接器的位置。
两条带状电缆的连接器均位于Kapton胶带下方。要卸下显示屏电缆，就要找到连接到背面摄像头左侧下方的长带状电缆（上图中红框突出部分）。使用防静电撬棒，抬起该带状电缆对面的白色细条，然后就可以用镊子或撬棒将该带状电缆从连接器上拉开。
类似地，可以通过提起相应连接器（蓝框突出部分）上的黑色标签来释放触摸屏输入电缆，然后再次用镊子将该带状电缆从连接器上松开。
将主板分离后，最后一个阻碍直接检查IC的就是银色IC屏蔽罩。我们最好不要将这些屏蔽罩移除，除非需要接触主板上的IC进行维修或观察——在没有专用工具的情况下随意移除这些屏蔽罩可能会损坏下面的元器件，并使屏蔽罩无法更换。这一步所使用的工具有镊子、热风枪、护目镜和焊接辅助手。请注意，当有杂散焊料或IC屏蔽碎片从电路板上脱离时，护目镜非常有用。
将主板牢牢地放在辅助手中并拧紧，就可以最大限度地抵抗施加在主板上的任何力。我将镊子插入屏蔽罩顶部的一个孔中，最好是在角落处的孔，并向上卡住镊子，从而远离屏蔽罩防止烧伤，并通过向下撬动或直接向上拉动而施加恒定的向上力。
我将热风枪放置在IC屏蔽罩周边的附近（任何距离主板超过几毫米的地方都可能导致焊料无法获得足够的热量来熔化），然后开始沿着屏蔽罩的周边移动，从而均匀地加热所有侧面。如果屏蔽罩足够小，就可能会开始感觉到屏蔽罩开始松动；继续用镊子向上拉，并用热风枪沿着屏蔽层的周边走动，就应该可以一气呵成地将IC释放出来。
本文主要关注Nexus 6的蜂窝通信方面，因此最主要的部分是介绍与该领域相关的IC。然而，仍要对其他IC进行简要提及，并根据该IC是否对手机功能具有“主要”或“辅助”作用进行分类。图3突出显示了Nexus 6中的蜂窝IC。
图3：Nexus 6中蜂窝通信IC一览。
BCM4356是一款高度集成的单芯片器件，可通过Wi-Fi和蓝牙提供高速无线通信。对于Wi-Fi，该芯片支持IEEE 802.11ac以及更多传统IEEE 802.11协议。该芯片采用空间复用技术及多根天线进行发送/接收，并可支持高达867Mbps的数据速率。这种高数据速率是通过让该芯片在80MHz通道上支持256QAM所实现的，因此即可使用单个调制符号对整个信息字节进行编码。
此外，BCM4356支持IEEE 802.15.2，这是一种Wi-Fi协议，旨在最大限度地减少在相同或附近频段所运行的无线网络之间的干扰。尽管该协议最初是为了减轻类似频段的IEEE 802.11协议之间的干扰而构建的，但BCM4356数据手册建议使用IEEE 802.15.2协议来减轻Wi-Fi和LTE/GPS之间的干扰。
BCM4356中的蓝牙模块支持蓝牙4.1，这是当时蓝牙的最新版本。BCM4356还宣传说其对扩展同步连接（eSCO）提供支持，进而可提高链路可靠性，并且对自适应跳频（AFH）提供支持，进而可减轻繁忙频段的冲突/干扰。这两个功能均在蓝牙1.2中推出。BCM4356另一个有趣的功能是，它包含对各种身份验证和加密的硬件支持，包括WPA/WPA2和AES。
从蜂窝通信的角度来看，该IC是该手机最重要的器件。这款蜂窝调制解调器于2012年发布，为当时的智能手机提供了LTE Advanced功能，包括iPhone 6和这款Nexus 6型号。LTE Advanced也称为3GPP第10版，与之前的LTE版本相比，它提供了两倍的用户吞吐量——可支持峰值下行数据速率1Gbps，上行数据速率500Mbps。然而，MDM962M并没有利用到这一点，它仅提供高达150Mbps的数据速率，这在当时仍然很不错。
TMS320C55是款通用DSP器件。它具有高度可编程性，可以针对许多不同的应用进行定制。其数据手册所建议的一些应用包括音频控制、生物识别、语音应用和软件定义无线电——在Nexus 6的背景下，该IC很可能用于后两种应用中的一种或两种。然而，由于其他IC更深入地覆盖了RF通信，因此下面将重点关注TMS320C5545语音编码的可能性。
Yang等人的一篇论文演示了自适应多速率（AMR）编解码器可以在非常相似的DSP器件TMS320C64X上非常高效地实现[1]。Yang等人通过引入双乒乓缓冲区，获得更多的并行性，并通过改进内存局部性，定制了AMR编解码器方法，以便更有效地在DSP上运行。由于他们的论文写于2008年，远早于LTE语音（VoLTE）和自适应多速率宽带（AMR-WB）的广泛采用，Yang等人仅演示了使用DSP获得高达12.2kbps的AMR比特率。然而，凭借高达100MHz的时钟速度，TMS320C5545可以轻松支持速率高达23.85kbps的AMR-WB——2015年Nexus 6增加了VoLTE支持，对这一点也进行了佐证[2]。
尽管该器件在其文档中被称为“音频编解码器”（更准确地说，是WCD9335的文档），但它似乎并不负责对拨打电话的语音进行编码。相反，WCD9320负责预处理音频输入、后处理音频输出以及将信号复用/路由到正确的目的地。其数字处理框图内包含多路复用器、混频器、抽取器、插值器和高通滤波器阵列，用于调整输入/输出音频信号。
收发器（例如WTR1625L）负责提供物理接口，进而用于接收和发送蜂窝信号和其他RF信号。WTR1625L旨在支持向LTE Advanced进行过渡，因为它是蜂窝行业首款“支持载波聚合并显著扩展活动RF频段数量”的收发器IC。WTR1625L仍然支持前几代蜂窝网络，即2G和3G，并且还支持GPS，包括GLONASS和北斗信号。
尽管有关WFR1620的文档很少，但一些供应商建议将WFR1620用作WTR1625L的后处理单元，进而执行必要的操作，以对来自WTR1625L所接收的多个载波的信号进行复用和解释，从而实现载波聚合。
QFE1100负责实现包络跟踪中所涉及的计算——这是一种用于提高传输信号用功率放大器的效率的做法[3]。交流信号的包络线是一条概括信号峰值的平滑曲线。包络跟踪可根据所传输信号的包络实时调整提供给功率放大器的电压，从而确保放大器以峰值效率运行。在固定放大器电源会以热量形式产生功率损耗的情况下，运用包络跟踪可显著节省功率、延长移动设备的电池寿命并减少热量产生。鉴于QFE1100的功能，它可能与RF7389EU F14NRC2功率放大器有直接接口。
RF7389EU F14NRC2是一款支持包络跟踪的功率放大器（请参阅QFE1100）。
本节将重点介绍执行“主要”功能的IC。图4突出显示了其中两个IC。
图4：Nexus 6中的主要功能IC，用带颜色的方框突出显示。
最大的IC——似乎占据了主板的中心位置——是CPU/RAM组合芯片。该板载RAM是内置于该处理器中的3GB LPDDR RAM芯片，通过两个通道以800MHz与该CPU进行通信。
该CPU是高通骁龙805 SoC，专为个人蜂窝设备所打造。因此，其规范列出了用于蜂窝和Wi-Fi调制解调器的接口。其蜂窝接口支持高达300Mbps的下行链路速度和50Mbps的上行链路速度。该接口是一个瓶颈，因为Nexus 6中的LTE调制解调器——高通MDM9625M——分别支持1Gbps和500Mbps下行链路和上行链路。不过，蜂窝接口是LTE Cat6，这意味着它是第一个支持LTE Advanced的类别。
骁龙的Wi-Fi接口支持867Mbps的空间复用数据速率和高达80MHz的通道速率（最大256QAM）。其规格与BCM4356 Wi-Fi和蓝牙调制解调器完全匹配。
SDIN9DW4 IC用作Nexus 6的非易失性内存。它最多可存储32GB数据，数据速率为400MB/s。
本节将重点介绍执行“辅助”功能的IC。图5突出显示了执行这些功能的IC。
图5：Nexus 6中的辅助功能IC，用带颜色的方框突出显示。
TFA9890A是一款升压器，可将手机电池的3.6V电源电压放大至9.5V以驱动扬声器。Nexus 6中有两个，分别位于其顶部和底部扬声器附近。
BCM20795P1KML1G是博通制造的近场通信（NFC）控制器芯片。它可以在邻近设备之间（通常在几厘米内）实现NFC通信。尽管没有针对该特定芯片的数据手册，但该IC很可能支持ISO/IEC 14443和FeliCa NFC两种协议，可处理短距离、安全的数据传输。
SMB1359是一款可编程高容量锂聚合物电池充电器。它包括多种安全功能，包括过流和过压/欠压保护、看门狗定时器、充电电流/浮动电压补偿和过温保护。它能够以高达2.6A的电流为锂电池充电，并支持USB TurboCharge模式。
Michael Fuhrer是一名美国弗吉尼亚理工大学计算机工程专业的硕士生。
（原文刊登于EDN美国版，参考链接：A Motorola Nexus 6 teardown，由Franklin Zhao编译。）
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