Вскрытие покажет! Разбираем карманный компьютер

Большинство наших читателей наверняка прекрасно знакомо с устройством настольного компьютера, да и строение ноутбука вряд ли для кого-то является загадкой. А вот знаете ли вы, как устроен ваш карманный компьютер, из каких компонентов он состоит и за что эти компоненты отвечают? Мы поможем вам получить ответ на эти вопросы, не теряя гарантии!

Благодарим московское представительство компании Fujitsu-Siemens Computers за предоставленный КПК Pocket LOOX 600.

Особенности внутреннего устройства КПК

На рис. 4 приведена упрощённая структура КПК Pocket LOOX 600, построенная на основе документов с описанием процессора Intel PXA 250 и параметров КПК.

На фотофрагментах, приведённых на Рис. 5 – Рис. 11, представлены основные комплектующие и ряд важнейших полупроводниковых микросхем КПК Pocket LOOX 600, включая процессор Intel PXA 250. При этом, оценивая особенности внутреннего устройства КПК, необходимо помнить, что указанный Intel XScale-процессор является основой не только описываемого варианта карманного персонального компьютера, но и многих моделей КПК от других фирм-производителей. Эти изделия широко представлены на компьютерном рынке, востребованы и пользуются заслуженной популярностью.

Рассмотрение архитектуры КПК Pocket LOOX 600 следует начать с крупных полупроводниковых элементов, представленных на рис. 6.

Слева от бело-жёлтого разъёма LCD-дисплея, находящегося в центре КПК, расположены микросхемы Sharp LZ9 FC22 и Microchip PIC16 LF874, а справа от этого разъёма – вышеупомянутый процессор Intel PXA250 и две микросхемы Intel 28 F128 J3 A150.

Как видно на представленном фото, процессор Intel PXA250 – самая большая микросхема на плате КПК. Она имеет маркировку i PXA250 B2 C400 L2280223. Параметры и внутреннее устройство этого элемента были подробно описаны выше и не требуют дополнительного уточнения.

Микросхема SHARP LZ9 FC22 поддерживает работу LC-дисплея КПК, произведённого также фирмой Sharp. Наименование фирмы-изготовителя данного дисплея можно обнаружить на его кромке слева в верхней части КПК Pocket LOOX 600 (рис. 9).

Кстати, рядом с разъёмом LCD находится микросхема MAX685 фирмы MAXIM. Данная микросхема представляет собой импульсный преобразователь с двуполярным выходным напряжением для питания дисплея КПК (Dual-Output – Positive and Negative, DC-DC Converter for CCD and LCD). Этот элемент, согласно техническим спецификациям, обеспечивает из входного напряжения уровня 2,7-5,5 В получение двух выходных напряжений отрицательной и положительной полярности сравнительно высокого уровня. Значение первого достигает -16 В, второго – до +45 В. Тактовая частота преобразователя составляет 480 кГц. С целью обеспечения безопасной работы комплектующих КПК электронные элементы с повышенными уровнями напряжений отделены от остальных компонентов специальной защитной пластиковой плёнкой. Для привлечения внимания к данным элементам конструкторов, сборщиков и настройщиков данных компьютеров, а также специалистов сервисных служб, обеспечивающих обслуживание и возможный ремонт КПК, в устройстве использована изолирующая пленка яркого оранжевого цвета.

Возвращаясь же к упомянутому выше перечню полупроводниковых микросхем, следует отметить, что Microchip PIC16 LF874 является относительно сложным микроконтроллером (CMOS FLASH Microcontroller). Этот функционально насыщенный элемент имеет в своём составе большое число сравнительно сложных интегрированных подсистем. Их перечень и параметры приведены в соответствующем техническом документе. Согласно этому документу, микросхема состоит из следующих встроенных в её состав компонентов: RISC CPU; 4 K x 14 bit words FLASH Program Memory; 192 byte Data Memory; 128 byte EEPROM Data Memory; 14 Interrupts; 3 Timers; I/O Ports – A, B, C, D, E; 10 bit Analog-to-Digital Module – 8 input channels; Instruction Set – 35 instructions; Capture/Compare/PWM Modules – 2; Serial Communications – MSSP, USART; Parallel Communications – PSP.

Кстати, функциональная сложность данной микросхемы Microchip PIC16 LF874, в составе которой использован сравнительно производительный RISC-процессор (RISC CPU), в какой-то степени меняет взгляд на архитектуру рассматриваемой и многих аналогичных компактных компьютерных систем. Учитывая наличие данного процессора в составе микросхемы Microchip PIC16 LF874, можно утверждать, что рассматриваемый КПК Pocket LOOX 600, несмотря на его скромные размеры и вес, является, вообще говоря, многопроцессорной системой.

Следующие микросхемы упомянутого выше перечня полупроводниковых элементов данного мобильного компьютера имеют наименование Intel 28F128J3A150. В соответствии с техническими материалами, найденными на сайте производителя, они представляют собой микросхемы флэш-памяти Intel StrataFlash (Intel StrataFlash Memory ICS FLASH MEM 3V 128MBIT, 64-BGA, 28F128J3A150), обеспечивающие энергонезависимое хранение программ и данных. Здесь уместно напомнить, что специальные фирменные технологии, реализованные в микросхемах этого типа памяти, получившей наименование Intel StrataFlash, обеспечивают повышенную плотность размещения программ и данных. Это достигается за счёт хранения нескольких бит информации для каждой ячейки памяти. Так, для случая двух бит реализация данной идеи позволяет увеличить ёмкость микросхем памяти в два раза. Это достигается сравнительно небольшим усложнением их внутренней структуры и соответствующего обслуживающего контроллера.

Рассматривая внутреннее устройство КПК Pocket LOOX 600, следует уделить внимание и другим элементам. Несмотря на их скромные размеры и более простое внутреннее устройство, без этих элементов невозможно корректное функционирование КПК.

Так, например, микросхема MAXIM MAX324 xx, находящаяся рядом с многопозиционным манипулятором, расположенным в нижней части устройства (рис. 7), является элементом внешнего интерфейса. Эта микросхема обеспечивает ввод/вывод информации через разъём в нижнем торце КПК.

К слову сказать, на приведённом фрагменте (рис. 7) присутствует часть панели LCD. Ниже данной панели хорошо виден плоский многожильный гибкий пластиковый кабель. Этот кабель осуществляет информационно-логическую связь дисплея с электронными компонентами системы через упоминаемый ранее разъём, расположенный в центре основной платы КПК (рис. 6).

Справа на рассматриваемом фрагменте платы КПК, рядом с микрофоном (алюминиевый цилиндр с торцом чёрного цвета), расположена микросхема Texas Instruments BQ24002. Эта микросхема относится к серии электронных компонентов, предназначенных для управления зарядкой литий-ионных и литий-полимерных аккумуляторов (Lithium-Chemistry Charger). Она предназначена для широкого класса беспроводных телефонов, КПК, цифровых камер и различных устройств бытовой электроники. Согласно технической информации данная микросхема Texas Instruments BQ24002 обеспечивает точность по току и напряжению ±1%. Для обеспечения сравнительно высокого уровня тока она содержит встроенный проходной относительно мощный MOSFET-транзистор. Несмотря на малые размеры транзистора, ограниченные габаритами корпуса микросхемы, а также отсутствие каких-либо элементов охлаждения, рабочий ток может достигать величины 1,2 А. Высокий уровень тока предоставляет возможность сравнительно быстрой зарядки аккумуляторной батареи, обеспечивающей автономную работу КПК.

Для поддержки автономной работы в составе КПК Pocket LOOX 600 использована двухсекционная несъёмная литий-полимерная аккумуляторная батарея SONY FUKUSHIMA. Эта батарея обладает ёмкостью 1520 мАч и хорошо видна на рис. 8.

Здесь же можно увидеть встроенные в конструкцию КПК специальные слоты расширения Compact Flash II (на фото КПК слева) и CD/MMC (на фото КПК в центре), а также соответствующие им контакты. Посредством этих слотов осуществляется подключение специальных карт.

Указанные карты расширения позволяют наращивать возможности аппаратно-программных средств данной малогабаритной компьютерной системы. В частности, с помощью модулей, выполненных в указанных стандартах, можно увеличить объём доступной флэш-памяти. Это существенно расширяет функциональные возможности КПК. Кроме того, посредством слота Compact Flash II можно наращивать систему за счёт подключения дополнительных устройств, в достатке выпускаемых компьютерной промышленностью. В качестве примера можно привести мультимедийные модули, а также модули распространённых интерфейсов проводной и беспроводной связи, обеспечивающих подключение КПК к локальным и глобальным сетям с целью приёма и передачи разнообразной информации.

Однако и с помощью встроенных в данный КПК средств можно успешно осуществлять беспроводную передачу данных. Для этой цели в ряде случаев вполне подходит традиционный интерфейс инфракрасной связи (ИК-связи), свето-и фотодиоды которого расположены в верхней части КПК (рис. 9). Здесь же расположены динамический звукоизлучатель (в центре), разъём для стереонаушников и контакты кнопки выключателя компьютера. Слева в торце КПК находятся колесо прокрутки, обеспечивающее скроллинг выводимых текстов, и два свето-фотодиода инфракрасного интерфейса (IrDA). На рис. 9 эти диоды специально выделены.

Кстати, посредством средств IrDA, входящих в состав КПК, и мобильного телефона можно выходить в Интернет. Конечно, для этого необходимо применять телефон с поддержкой данного интерфейса и использовать тарифы с поддержкой GPRS. Один из примеров выхода в Интернет посредством интерфейса IrDA приведён на рис. 10.

Следует отметить, что IrDA является не единственным беспроводным интерфейсом КПК Pocket LOOX 600. В составе этого КПК имеется еще и Bluetooth. Здесь целесообразно напомнить, что данный компактный компьютер стал первой моделью КПК с этим беспроводным интерфейсом, использующим радиодиапазон 2,4 ГГц.

Аппаратные средства интерфейса Bluetooth в составе КПК Pocket LOOX 600 приведены на рис. 11. Основным компонентом указанных средств является специальный модуль, представленный в центре и подключаемый к системе КПК посредством миниатюрного разъёма. Кроме этого модуля, в состав средств Bluetooth входит небольшая плата (вверху), а также кнопка управления (внизу). Указанные средства обеспечивают беспроводную передачу данных с устройствами, поддерживающими интерфейс Bluetooth, на расстоянии до 10 м. В качестве же примера подобных устройств можно привести значительное число моделей мобильных телефонов с Bluetooth. Совместно с ними КПК Pocket LOOX 600 способен обеспечить выход в Интернет посредством GPRS, что является немаловажным достоинством для пользователей, заинтересованных в оперативном доступе к электронной почте и к информационным возможностям глобальной сети. Кстати, в отличие от IrDA, интерфейс Bluetooth не требует прямой видимости между устройствами.

Безусловно, беспроводные интерфейсы повышают привлекательность КПК. Остаётся вспомнить о мультимедийных возможностях, офисных приложениях и т.п.

Оценивая же внутреннее устройство КПК, необходимо признать, что подобные ультракомпактные компьютеры по сложности своей архитектуры во многом не уступают своим более крупным аналогам. Как и настольные системы, а также ноутбуки, КПК состоят из большого количества элементов, что, вообще говоря, и объясняет их сравнительно немалую цену.

В заключение следует добавить, что, несмотря на сложность внутреннего устройства и широкие функциональные возможности КПК, необходимо отметить, что карманные персональные компьютеры не следует считать эквивалентной заменой ноутбукам или настольным ПК. Однако они могут рассматриваться в качестве удачного дополнения к своим более мощным собратьям.