Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Необходимо отметить, что модель h4150 выпускалась для HP компанией HTC. Тот же производитель сделал соответствующую модель для Fujitsu Siemens, получившую наименование LOOX 420.

И пусть не вводят в заблуждение различия во внешнем дизайне. Платформы, лежащие в основе данных моделей, практически идентичны. В этом можно убедиться, анализируя платы на рис. 3.

Рис. 3.  «Братья-близнецы»

В качестве еще одного объекта размышлений можно привести плату КПК Pocket LOOX N520 (Рис. 4). Внешнее сходство с ранее выпущенными прототипами, платы которых приведены на рис. 1 и рис. 2, явно указывает на одного OEM производителя. В данном случае этим производителем является та же компания HTC.

Рис. 4.  Плата КПК LOOX N520

Итак, HTC создала указанные и многие другие изделия, что же остается компаниям-заказчикам?

На их долю, как и отмечалось выше, выпадают сложные и хлопотные проблемы. К ним, в частности, относятся:

• маркетинг и реклама,
• реализация продукции,
• техническая поддержка,
• гарантийное обслуживание изделий.

Все это, согласитесь, в условиях до предела насыщенного рынка является крайне непростой задачей.
    

>>    Часть 1  
      

Евгений Рудометов 
 

В условиях стремительного развития современного рынка не является новостью упоминание о компаниях, которые производят изделия под чужими брендами. Здесь сразу следует отметить, что речь не идет о пиратстве, что является преступлением. Просто крупные компании, имеющие собственные производственные мощности, часто даже избыточные, предлагают свой производственный, а нередко и научно-исследовательский потенциал другим компаниям.

Компании, на которые ориентированы такие услуги (OEM), выбирают, заказывают, оплачивают и реализуют собственными силами созданные для них сторонними производителями изделия.

В дальнейшем компании-закзчики осуществляют:

• техническую поддержку,
• гарантийное техническое и программное обслуживание,
• гарантийный и постгарантийный ремонт выщедшей из строя продукции.

Кроме того, нередко они еще и осуществляют последующую утилизацию выпущенной продукции.

Примеров такой часто международной интеграции можно найти очень много. И различные мобильные компьютеры, например, карманные персональные компьютеры (КПК) не являются каким-то исключением из сложившихся на рынке отношений.

Многочисленные модели КПК, созданные крупными компаниями, несут на себе отпечатки мощных исследовательских и производственных коллективов. Это позволяет с доверием относится к подобным устройствам. Большой же тираж выпущенных для КПК платформ позволяет не только отладить конечные изделия, но и существенно снизить их себестоимость. А это в свою очередь позволяет снизить уровень конечных цен сдлжных электронных устройств на прилавках многочисленных магазинов, через которые производится реализация изделий.

Правда, OEM производство порождает существование большого количества клонов, отличающихся в основном внешним дизайном и фирменным системным и прикладным программным обеспечением. В качестве примера можно привести основную плату (рис. 1), выполняющую в КПК функции системной платы – одного из важнейщих компонентов десктопов и ноутбуков.

Рис. 1.  Системноая плата КПК 

А теперь эту плату следует ее сравнить с платой, внешний вид которой представлен на рис. 2.

Рис. 2.  Плата «брата-близнеца»

Как видно, за исключением ряда мелочей можно считать, что платы практически одинаковыми. 

Не желая держать читателя в длительном неведении, необходимо отметить, что у первая плата - атрибут КПК Fujitsu Siemens Pocket LOOX 420. Вторая же плата, которая, по сути, является «братам-близнецом» первой, принадлежит КПК HP iPAQ h4150.

В следующей части  данной статьи приведены внешний вид указанных КПК вместе с их платами.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

На Рис. 1 – Рис. 3 представлен КПК Pocket LOOX 420.

Его основные параметры  приведены в Таблице 2.

Рис. 2.  КПК Pocket LOOX 420

Таблица 2. Основные параметры КПК Pocket LOOX 420 

Именно эта модель и станет объектом дальнейшего рассмотрения.

Тем не менее, почти все ниже сказанное может быть распространено и на младшего представителя семейства 400-х моделей - КПК Pocket LOOX 410.

В следующей части  данной статьи приведены дополнительные подробности КПК Pocket LOOX 420.
    

>>    Часть 3  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 7 
  

Контроллер беспроводного радиоинтерфейса Wi-Fi, входящий в состав КПК Pocket LOOX 420,  реализован на основе микросхемы Texas Instruments TNETW1100BGHH и управляет модулем радиоинтерфейса, скрытым под металлическим экраном. Данный модуль создан на основе микросхемы MAXIM MAX2820 (2.4 GHz 802.11b Zero-IF Transceivers). Указанная микросхема, выполненная в корпусе THIN QFN (7 x 7 x 0.8 mm, 48 pin), поддерживает стандарт IEEE802.11b (до 11 Мбит/с CCK и до 22  Мбит/с PBCC). Используется однополярное питание: от +2,7 В до 3,6 В. Из других характеристик данной микросхемы следует отметить параметры чувствительности: -97 dBm Rx Sensitivity at 1 Mbps, -87 dBm Rx Sensitivity at 11 Mbps. Передача данных осуществляется в диапазоне 2,4-2,5 ГГц.

Необходимо отметить, что упомянутые радиоинтерфейсы Bluetooth и Wi-Fi являются не единственными беспроводными интерфейсами рассматриваемой модели КПК. К ним следует добавить традиционный инфракрасный (ИК) интерфейс, реализованный с помощью соответствующих элементов, интегрированных в состав КПК. Так, например, в нижнем правом углу платы (Рис. 10) расположен блок с двумя ИК диодами. Данные диоды, представленные на Рис. 11, вместе с соответствующими электронными компонентами обеспечивают возможности беспроводной передачи данных с устройствами, поддерживающими  данный вид связи. К ним относятся многие модели КПК, настольных и мобильных компьютеров, а также некоторые цифровые телефоны и устройства компьютерной периферии.

Рис. 11.  ИК-диоды КПК

Остается добавить, что встроенные средства ИК интерфейса, дополненные соответствующими программными средствами, открывают возможность использования КПК в качестве многофункционального пульта дистанционного управления различными устройствами. К их числу в первую очередь относятся различные компоненты аудио и видеокомплексов.

Кстати, отмечая возможность работы КПК с внешними аудио и видеоустройствами, следует напомнить, что Pocket LOOX 420 сам обладает неплохими мультимедийными возможностями. Звуковые возможности данной модели КПК поддержаны рядом элементов, входящих в его архитектуру. Среди них, прежде всего, следует отметить микросхему Philips 380HN (UDA1380HN). На Рис. 10 она расположена слева от процессора Intel PXA255. Эта специализированная микросхема является аудио кодером/декодером. Она создана инженерами компании Philips и предназначена в основном для портативных плееров MD, CD и MP3. Однако это изделие от известного производителя различных аудио и видеокомпонентов нередко используется и в аудиотракте многих моделей КПК.

Данная микросхема Philips 380HN содержит в своем составе 24-разрядные аналого-цифровые (ADC, Analog-to-Digital Converter) и цифро-аналоговые (DAC, Digital-to-Analog) преобразователи. Аппаратными средствами микросхемы возможна обработка слов длиной 16, 18, 20 и 24 бит. Для встроенного блока ADC обеспечена поддержка частот от 8 до 55 кГц, а для  встроенного DAC – от 8 до 100 кГц. Как утверждают разработчики указанной микросхемы Philips 380HN, она обеспечивает для обрабатываемых сигналов низкий коэффициент искажений и высокий динамический диапазон, достигающий уровня 97 дБ на предельных значениях частоты семплирования. Для сравнения следует напомнить, что качественные аудиодиски характеризуются существенно более скромными параметрами динамического диапазона, даже теоретически. А еще Philips 380HN имеет в своем составе аналоговые линейные входы, включая микрофонный вход (только моно). Встроенный в микросхему телефонный стерео усилитель рассчитан на сопротивление нагрузки 16 Ом. Напряжение питания микросхемы может быть установлено в диапазоне от 2,4 до 3,6 В.   

Остается отметить, что работа аппаратных средств КПК Fujitsu Siemens Pocket LOOX 420 поддержана соответствующими системными и прикладными программными компонентами Microsoft, а также других сторонних производителей ПО.

В следующей части  данной статьи – небольшое заключение.
    

>>    Часть 9  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 6 
  

В противоположном от разъема USB/питание конце платы КПК находится щелевой разъем (слот) SDIO. Он вместе с окружающими его элементами используется для подключения карточек флэш-памяти SD/MMC или миниатюрных карт расширения, подключаемых посредством интерфейса SDIO.

Рядом со слотом SDIO, как уже упоминалось выше, находится стерео разъем головных телефонов. Это разъем совмещен с переключателем, управлющим встроенным в конструкцию КПК громкоговорителем (динамиком).

Рядом с разъемом SDIO под металлическим экраном расположен модуль беспроводной радиосвязи Bluetooth. Этот модуль окружен электронными элементами разной степени интеграции.

Необходимо отметить, что несущая плата является двухсторонней. Это означает, что большое количество элементов расположено на другой стороне платы КПК.

Внешний вид этой стороны платы представлен на Рис. 10.

Рис. 10.  Плата с основными электронными компонентами

Число электронных компонентов, расположенных на обратной стороне платы, сравнительно велико, и их описание выходит за рамки данной статьи. Однако основные микросхемы, в значительной степени определяющие архитектуру указанного КПК, заслуживают персонального упоминания и соответствующего рассмотрения.

Итак, традиционно главной микросхемой является процессор Intel PXA255, реализующий микроархитектуру и функции XScale. Этот важнейшая компонент, как справедливо считается,  является основой КПК, и он в значительной степени определяет архитектуру и основные функциональные свойства всего устройства. Это компонент подробно описан в начале данной статьи в отдельном разделе.

Кроме процессора, важнейшими микросхемами являются:

• чипы оперативной памяти,
• чипы флэш-памяти, 
• контроллеры интерфейсов и т. п.

Оперативная память КПК представлена двумя микросхемами SDRAM. Их общий объем составляет 64 Мбайт (2 х 256 Мбит). На Рис. 14 эти микросхемы расположены выше процессора. Они хранят программы и данные, но только до тех пор, пока в аккумуляторах достаточно для этого энергии. Кроме того, микросхемы участвуют в процессах обработки данных.

Флэш-память КПК представлена одной большой микросхемой. Эта микросхема выпущена компанией Intel. Ее обозначение – Intel 4000LOZBQO, и на Рис. 10 она расположена справа от процессора. Микросхема обеспечивает энергонезависимое хранение информации и предназначена в основном для хранения системной информации, представленной программами и данными производителя КПК.

Справа от чипа флэш-памяти расположена микросхема HTC 30H88028-00. Эта микросхема является так называемым чипом-компаньоном процессора Intel PXA255. Она содержит контроллеры интерфейсов GPIO (General Purpose Input/Output) и SD/MMC. Это означает, что через HTC 30H88028-00 осуществляется передача значительного потока информации между процессором и другими комплектующими.

Еще одной крупной микросхемой, расположенной на обратной стороне платы (Рис. 10),  является контроллер беспроводного радиоинтерфейса Wi-Fi. 

В следующей части  данной статьи продолжена тема основных элементов КПК Pocket LOOX 420.
    

>>    Часть 8  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 5 
  

На Рис. 8 представлен следующий этап разборки КПК Pocket LOOX 420.

В результате были разделены корпус и плата с основными электронными компонентами. Фактически эта плата выполняет все функции материнской платы, как в настольных компьютерах и ноутбуках.

Рис. 8.  Корпус КПК, лишенный платы

В корпусе КПК, который был лишен платы с электронными компонентами, ярко выделяется дополнительный NiMH аккумулятор, расположенный в углу и имеющий форму зеленого диска.

Этот  дополнительный источник автономного энергопитания не может похвастаться большой емкостью. Однако этой емкости вполне достаточно для сохранения в течение непродолжительного времени информации, находящейся в оперативной памяти.

Указанный дополнительный аккумулятор по замыслу конструкторов данной модели КПК необходим на время замены основной, высокоемкой, литий-ионной батареи (Рис. 3) на запасную. Технические эксперты утверждают, что емкости дополнительного аккумулятора достаточно, чтобы сохранять хранимую в КПК информации в течение нескольких десятков минут.

Рядом с указааным NiMH аккумулятором расположен диск встроенного в конструкцию КПК миниатюрного громкоговорителя.

На материнской плате, представленной на Рис. 9, кроме полупроводниковых элементов, составляющих основу КПК, расположен ряд важных разъемов. Эти разъемы обеспечивают связь платы с компонентами, размещенными вне платы. Кстати, на этой плате размещены также и описанные выше разъемы.

Рис. 9.  Плата с основными электронными компонентами

Около контактов разъема, совмещающего USB и электропитание, на плате расположена микросхема ST3243. Эта микросхема, реализующая последовательную передачу данных, часто используется в составе элементов интерфейса ввода/вывода.

Рядом с этими элементами размещен еще один разъем. Он расположен под углом на узком краю платы и соединяет электронную схему с компонентами, расположенными в корпусе вне основной платы.

В центре данной платы расположен черный аккумуляторный разъем с пружинными, позолоченными контактами.

Рядом с аккумуляторным разъемом на плате помещен разъем белого цвета. Конструкция этого разъема предусматривает использование гибкого, многожильного, ленточного кабеля. Данные разъем и кабель предназначены для соединения электронной схемы КПК с дисплеем LCD, размещенным в корпусе.

Рядом с дисплейным и аккумуляторным разъемами на краю платы находится микросхема, выделяющаяся среди окружающих элементов своими размерами. Это чип BBADS7846N компании Texas Instruments. Он является контроллером сенсорного дисплея (Touch-Screen Controller), произведенного компанией Sony.

В следующей части  данной статьи продолжена тема основных элементов КПК Pocket LOOX 420.
    

>>    Часть 7  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 4 
  

Внутреннее устройство КПК

На Рис. 5-11 представлены фотофрагменты конструкции карманного персонального компьютера Fujitsu Siemens Pocket LOOX 420.

И если ранее на Рис. 3 можно было рассмотреть обратную сторону КПК, то на Рис. 5 представлен КПК в том же ракурсе, но уже и без аккумулятора, и без задней крышки корпуса. Отсутствие крышки позволяет увидеть элементы внутреннего устройства.

Рис. 5.  КПК Fujitsu Siemens Pocket LOOX 420 со снятой нижней крышкой

На приведенном фото в правом торце КПК расположен многофункциональный разъем. Через него в КПК подается энергия от внешнего блока питания, работающего от сети переменного тока напряжением 100-220 В. Кроме того, этот же разъем используется для подключения КПК к ноутбуку или настольному компьютеру с целью передачи программ и данных. Информационная связь осуществляется по интерфейсу USB. Этот разъем хорошо виден на Рис. 6.

Рис. 6.  Совмещенный разъем интерфейса USB и внешнего энергопитания

В противоположном конце от совмещенного разъема USB/питание в КПК (слева на Рис. 5) находится щелевой разъем (слот) SDIO. Он вместе с окружающими его элементами используется для подключения карточек флэш-памяти SD/MMC или миниатюрных карт расширения.

Рядом с SDIO находится стерео разъем головных телефонов. 

Разъемы SDIO и головных телефонов хорошо видны на Рис. 7.

Рис. 7.  Разъемы головных телефонов и SDIO

В следующей части  данной статьи приведен следующий этап разборки и некоторые компоненты КПК Pocket LOOX 420.
    

>>    Часть 6  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 3 
  

Особенности внутреннего устройства

Обобщенная структура типового КПК, к которому относится и описанная выше модель КПК Pocket LOOX 420, созданная на основе процессора Intel PXA255, приведена на Рис. 4.

Рис. 4.  Структура КПК Pocket LOOX 420

Итак, основными компонентами в приведенной обобщенной структуре КПК являются:

• Процессор Intel PXA255,
• Сенсорный жидко-кристаллический экран (сенсорный ЖК-экран),
• Итак, основными компонентами в приведенной структуре являются:
• Оперативная память (RAM),
• Презаписываемая внутренняя и внешняя флэш-память, включая ПЗУ (ROM),
• Средства расширения системы (GPIO),
• Средства коммуникации,
• Элементы энергопитания и др.

Разборка КПК

Чтобы получить доступ к внутреннему устройству КПК и его компонентам, необходимо вскрыть корпус данного устройства. Однако разборка столь сложного устройства является операцией, потенциально опасной для КПК. Связано это с тем, что ошибки в разборке и в последующей сборке чреваты необратимыми нарушениями его работоспособности.

Помня об одном печальном опыте отверточного общения с одной из моделей КПК,  стоившей ей жизни, решено было не рисковать и обратиться к профессионалам.

В данном случае это была фирмы CPS – Технический Центр. Тем более что они уже помогали в подобных деликатных ситуациях, помогая в исследованиях внутреннего устройства сложных электронных изделий.

Итак, в результате общения со специалистами была выполнена полная разборка КПК Fujitsu Siemens Pocket LOOX 420 и сделаны детальные фотографии внутреннего устройства данного электронного изделия.

Что же касается моих последователей, то настоятельно не рекомендую повторять подобные операции в домашних условиях, особенно, если нет должного опыта и соответствующих инструментов.

Внимание. Ни автор, ни сайт не несут ответственности за нарушение работы устройств вследствие их непрофессиональной  разборки

В следующей части  данной статьи приведены подробности внутреннего устройства КПК Pocket LOOX 420.
    

>>    Часть 5  
      

Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 2 
  

Программное обеспечение КПК Pocket LOOX 420 представлено следующими модулями:

• Pocket Outlook,
• Pocket Word,
• Pocket Excel,
• Калькулятор,
• MSN Messenger,
• Windows Media Player,
• Transcriber,
• Pocket Internet Explorer,
• Microsoft Reader 2.2.3,
• Voice recorder,
• Microsoft Active Sync 3.7.1 и др.

Дополнительное программное обеспечение КПК Pocket LOOX 420:  

• Программа русификации,
• Словари и др. от фирмы PARAGON,
• Прикладные программы сторонних производителей.

Литий-ионная (Lithium-Ion) аккумуляторная батарея, прилагаемая в комплекте и предназначенная для использования в составе КПК,  является заменяемой.

Эта аккумуляторная батарея располагается под съемной нижней крышкой КПК (Рис. 3). Ее емкость составляет 1100 мАч.

Необходимо отметить, что кроме штатной батареи возможно использование аккумулятора повышенной емкости, который приобретается отдельно. 

Рис. 3.  Обратная сторона КПК и заменяемая литий-ионная аккумуляторная батарея

Остается добавить, что подзарядка литий-ионной аккумуляторной батареи возможна как через комплектный кредл, так и при непосредственном подключении КПК к внешнему блоку питания, который прилагается в комплекте.

Оценивая возможности традиционного литий-ионного аккумулятора КПК, необходимо отметить, что кроме заменяемой батареи, в составе КПК имеется дополнительный NiMH аккумулятор небольшой емкости. Он обеспечивает сохранность хранимых в памяти данных на время замены (до 30 минут) основной батареи на запасной аккумулятор.

Остальные элементы КПК Pocket LOOX 420, составляющие его основу и обеспечивающие его функциональные возможности, рассмотрены ниже.  

В следующей части  данной статьи рассмотрена обобщенная структура КПК Pocket LOOX 420.
    

>>    Часть 4  
      

Евгений Рудометов 
 

Можно очень долго рассказывать о  возможностях моделей различных компьютерных устройств, как стационарных, так и мобильных, обосновывая в ряде случаев срвнительно высокий уровень цен. Однако иногда полезно просто показать и проанализировать их внутреннее устройство.

Это позволяет убедиться в высокой насыщенности компьютерных изделий различными электронными компонентами.

Количество же этих компонентов, как и сложность основных микросхем, на основе которых создаются компьютерные устройства, могут порой убедить лучше многочисленных и ярких аргументов специалистов в области рекламы и маркетинга.

Все это касается не только сравнительно больших настольных систем, но и мобильных устройств, включая даже самые миниатюрные из них, например, КПК (карманные персональные компьютеры). Эти компактные изделия по функциональным возможностям часто могут составить достойную конкуренцию соответствующим моделям традиционных настольных и мобильных компьютерных систем.

В качестве примера и объекта дальнейшего детального исследования внутреннего устройства был выбран КПК Pocket LOOX 420 фирмы Fujitsu Siemens Computers (Fujitsu Siemens). Этот сверхкомпактный мобильный компьютер создан на основе процессора Intel PXA255, реализующего архитектуру и систему команд ARM. 

Основные технические параметры

Состав комплектов 400-х КПК

Рис. 1.  Комплект КПК Pocket LOOX 410/420

В состав стандартных комплектов КПК моделей Pocket LOOX 410/420 (Рис. 1) входят:

• КПК Pocket LOOX серии 400,
• Защитный чехол для КПК,
• Два стилуса — один в составе КПК, второй — опциональный,
• USB docking station — кредл для КПК (только для КПК модели Pocket 420),
• Компактный блок для питания КПК от электрической сети переменного тока с вилками разных стандартов,
• Кабель USB, используемый для подключения КПК к ПК (Desktop, Notebook),
• Два оптических диска (CD) с программным обеспечением,
• Краткая документация на нескольких языках, к сожалению, за исключением русского.

Таблица 1. Архитектурные отличия КПК Pocket LOOX 410/420

Необходимо отметить, что по своему внешнему виду обе модели карманных персональных компьютеров Pocket LOOX серии 400 полностью совпадают.

В следующей части  данной статьи приведены основные характеристики КПК Pocket LOOX 420.
    

>>    Часть 2  
      

Евгений Рудометов 
 

В процессе своей сравнительно быстрой эволюции карманные персональные компьютеры (КПК) постепенно стали полноценными мультимедийными устройствами, способными в ряде случаев заменить своих более сложных и крупных собратьев. Однако, несмотря на функциональную насыщенность этих устройств, есть одно обстоятельство, не всегда устраивающее потенциальных пользователей. Речь идет о цене. Действительно, при внешнем виде, напоминающем обычные калькуляторы, многие модели КПК во многих случаях не уступают по цене настольным компьютерам и ноутбукам.

Основой большого количества КПК является сравнительно ограниченные по числу компонентов наборы электронных элемнетов. Тем не менее, их количество в данных компактных компьютерах довольно большое.

Базовым же элементом системы является центральный процессор архитектуры ARM.

Примером может служить процессор Intel PXA255 с ядром микроархитектуры Intel XScale и системой команд, совместимой с ARM. Этот процессор унаследовал лучшие черты своих предшественников и заложил основы для своих более совершенных потомков.

Процессор Intel PXA255

Процессор Intel PXA255, реализующий архитектуру и систему команд ARM, создан на основе своего предшественника Intel PXA250 и унаследовал большинство его архитектурных особенностей и функциональных возможностей.

Основным отличием Intel PXA255 является использование более производительной внутренней шины, чья тактовая частота была увеличена вдвое — 200 МГц (при тактовой частоте ядра 400 МГц) против 100 МГц у той же шины его прототипа. Это обеспечило значительное повышение скорости работы процессора и соответствующее увеличение производительности компьютерных систем, созданных с использованием Intel PXA255.

Архитектура процессора 

В основе процессора Intel PXA255 лежит 32 разрядное ядро XScale, приведенное на Рис. 1.

Рис. 1.  Структура ядра Intel XScale

Система команд Intel PXA255 совместима с ARM версии 5TE ISA (ARM Thumb Instruction Support, ARM DSP Enhanced Instructions).

Ядро XScale процессора Intel PXA255 обладает следующими основными характеристиками:

• 32 Кбайт кэш команд,
• 32 Кбайт кэш данных,
• 2 Кбайт мини кэш данных,
• 2 Кбайт мини кэш команд,
• 40 бит аккумулятор и расширенное 16 разрядное устройство умножения для обработки мультимедийной информации,
• средства управления памятью инструкций и данных и др.

В следующей части  данной статьи приведены некоторые подробности об архитектуре процессора Intel PXA255.
    

>>    Часть 2