UEM (Universal Energy Management)

UEM Description



Didalam UEM terdapat beberapa peran penting sebagai Energy Management Ponsel. Berbeda dengan Nokia DCT3, UEM adalah gabungan dari beberapa ASICs seperti: CCONT, COBBA, CHAPS dan UI DRIVER.

UEM singkatan dari Universal Energy Management, sesuai dengan namanya, UEM mempunyai beberapa fungsi yang sangat komplek, diantaranya:

• Crystal oscillator (32 kHz)

Setiap Sistem Ponsel akan ditemukan Oscilator yang berukuran kecil yang mampu menghasilkan denyut sebesar 32KHz,.UEM yang akan memberikan tegangan dan mengendalikan Crystal Oscilator ini untuk selanjutnya diteruskan kepada UPP.

• 32 kHz Startup RC oscillator

Disaat ponsel dalam keadaan Power-down, Clock dari RF Processor belum dapat diberikan kepada UPP, agar ponsel dapat melakukan power-up dibutuhkan Clock untuk Logic System kepada UPP. Untuk keperluan tersebut dibutuhkan Sleep Clock yang dihasilkan oleh Crystal Oscilator 32 kHz.

• Real time clock logic

Jam, Tgl, Alarm dibutuhkan Clock Logic yang diberikan oleh Cristal Oscilator 32kHz.

• Regulator Baseband & RF

UEM diberikan tegangan utama oleh battery sebesar 3,7Volt (VBATT). UEM mempunyai peran sebagai pendistribusi tegangan / regulator ke semua sistem berdasarkan kebutuhan tegangan yang diperlukan di setiap sistemnya.

Regulator Baseband:

§ VCORE, untuk pemrograman yang membutuhkan tegangan sekitar 1.0 – 1.8 Volt – 200mA ke UPP (VCORE DSP & VCORE MCU)

§ VANA, memberikan tegangan sebesar 2.8 Volt – 80mA untuk fungsi sistem analog (Btemp, VCXO Temp)

§ VIO, memberikan tengan sebesar 1.8 Volt – 150mA untuk Logic I/Os (Input/Output Logic: MMC Level Shifter, IR, IC Flash & SDRAM, Bluetooth, LCD, ) dan UEM Logic.

§ VFLASH1, memberikan tegangan utama sebesar 2.8 Volt – 70mA kepada IR, Bluetooth, LCD, LED Driver dan tegangan kepada BSI.

§ VFLASH2/VAUX, memberikan tegangan sebesar 2.8 Volt – 40mA untuk FM Radio dan Accesories lainnya.

§ VSIM, memberikan tegangan sebesar 1.8 – 3.0 Volt – 25mA untuk SIM Card

Regulator RF:

§ VR1, memberikan tegangan sebesar 4.75 Volt – 10 mA kepada VCP

§ VR2, memberikan tegangan sebesar 2.78 Volt – 100 mA kepada: VRF_TX, MODOUTP_G_TX, MODOUTM_G_TX, MODOUTP_P_TX, MODOUTM_P_TX,

§ VR3, memberikan tegangan sebesar 2.78 Volt – 20 mA kepada: VDIG, Out Clock VCTXO (Osc 26MHz)

§ VR4, memberikan tegangan sebesar 2.78 Volt – 50 mA kepada: VRF_RX, VF_RX, VPAB_VLNA

§ VR5, memberikan tegangan sebesar 2.78 Volt – 50 mA kepada VPLL, VLO, VPRE,

§ VR6, memberikan tegangan sebesar 2.78 Volt – 50 mA kepada VRXBB

§ VR7, memberikan tegangan sebesar 2.78 Volt – 45 mA kepada: VCO,

• Charging functions

Proses pengisian Battery Ponsel dikontrol oleh UEM. UEM telah menyimpan Charging Control didalamnya yang berfungsi sebagai pengaturan proses pengisian Battery. Ponsel akan secara otomatis memutuskan arus dari charger kepada Battery bila tegangan Battery telah mencapai batas tegangan maksimal walaupun Charger masih terhubung kepada Ponsel, sebaliknya jika tegangan Battery dibawah tegangan maksimal maka arus dari charger akan terus diberikan kepada Battery.

• 11-channel A/D converter (MCU controlled)

Didalam UEM tersimpan 11Channels Analog to Digital Converter yang digunakan untuk bandgap reference dan voltage reference, bagian ini yang akan mengukur BSI, Btemp,Vcharge. o Battery Voltage Measurement A/D Channel (Internal) o Charger Voltage Measurement A/D Channel (Internal) o Charger Current Measurement A/D Channel (External) o Battery Temperature Measurement A/D Channel (External) o Battery Size Measurement A/D Channel (External) o LED Temperature measurement A/D Channel (External)

• Interface FBUS dan MBUS

FBUS & MBUS digunakan untuk transfer data dari komputer ke ponsel, seperti proses (Flash Programming), File Manager, dll. Data tersebut selanjutnya akan masuk ke UPP dan IC Flash.

• Security Logic (Watchdog)

Watchdog tersimpan didalam UEM, pertama digunakan untuk controlling system power-on dan power-down. Kedua digunakan untuk blok keamanan dan penyimpanan IMEI, Watchdog akan mengontrol IMEI yang berada di ROM UEM dengan IMEI yang tersimpan didalam IC Flash, bila terdapat perbedaan IMEI antara IMEI di UEM dan IMEI di Flash maka Watchdog akan melakukan Power-Down dalam waktu 32mS.

• FLASH memory untuk IMEI code

Didalam UEM terdapat ROM yang digunakan untuk menyimpan data IMEI. Sifat penyimpanan data IMEI adalah OTP (One Time Programming) dimana data IMEI hanya dapat ditulis satu kali saja dan tidak dapat dihapus atau diganti, oleh karena itu UEM bekas atau pernah dituliskan IMEI tidak dapat digunakan kepada Ponsel yang lainnya terkecuali bila IMEI yang berada di IC Flash dapat disamakan dengan IMEI yang berada pada UEM (Calulate Flash), materi ini akan dijelaskan pada Bab Software. Bila ROM yang berada di UEM ini bermasalah atau Corupt maka UEM ini sudah tidak dapat digunakan lagi dan tidak dapat diperbaiki lagi, biasanya akan menampilkan IMEI ????????? dimana IMEI yang berada pada UEM sudah berbeda dengan IMEI yang seharusnya walaupun hanya terdapat satu angka saja yang berbeda.

• IR interface level shifters

Digunakan untuk driver dan regulator Infra red, data tersebut selanjutnya akn diteruskan kepada UPP.

• Interface LED, Buzzer dan vibrator

Vibrator, Keyboad LED, LCD LED dikendalikan oleh Subsystem UI Driver yang berada didalam UEM. Perintah kepada UI Driver ini diberikan oleh UPP, UPP hanya memberikan tegangan yang sangat rendah sekali maka dibutuhkan Driver agar dapat memberikan arus yang cukup kepada Vibrator, Keyboad LED, LCD LED.

• Audio codec

Earphone, Microphone, IHF Speaker, Handsfree dapat berfungsi karena terdapat Subsistem Audio Codec yang tersimpan pada UEM. Subsistem ini berfungsi untuk merubah signal data informasi digital menjadi signal Audio, agar signal audio tersebut dapat didengar oleh manusia dibutuhkan penguatan (Audio Amplyfier) sebelum diteruskan ke Speaker dan Microphone, signal Audio tersebut mempunyai Frekuensi sebesar 20Hz sampai 20kHz.

• SIM interface

SIM Card merupakan komponen aktif yang mempunyai Microchip didalamnya, setiap yang bersifat komponen aktif maka dibutuhkan supply tegangan kepadanya, tegangan SIM Card diberikan oleh UEM dari Subsystem Regulator Baseband sebesar 1,8 Volt – 3Volt, sedangkan SIM Clock, SIM Reset, SIM I/O data diberikan melalui Subsistem Interface, dimana SIM Interface telah menyimpan SIM Detector, SIM IF Driver dan SIM IF.

• Serial control interface (Cbus & Dbus Controled)

Bagian ini yang akan mengontrol interface penggunaan transmisi data antara UEM dan UPP diterapkan melalui CBUS dan DBUS untuk MCU Subsystem yang tersimpan didalam UPP.

• Auxiliary A/D converted (DSP controlled)

Sebagai alat bantu untuk konfersi signal analog menjadi signal digital yang digunakan untuk pengendali DSP Subsystem yang tersimpan didalam UPP, bagian ini akan berperan pada: Digital Speech Processing dan PDM Coded Audio.

• RF interface converters

Telah kita pahami sebelumnya bahwa Modul RF mempunyai karakter signal analog sedangkan Baseband mempunyai karakter digital, agar kedua Modul ini dapat berkesinambungan satu sama lain, dibutuhkan suatu konversi atau penerjemah signal analog menjadi signal digital (A/D Converter) dan signal digital menjadi signal analog (D/A Converter). RF Interface Converter biasa juga disebut Multy Mode Converter yang merupakan rangkaian penghubung antara Modul RF dengan UPP.

UPP (Universal Phone Processor)

UPP Description



Processor Ponsel Nokia generasi ke 4 (DCT4) menggunakan UPP (Universal Phone Processor) sebagai pusat dari semua kegiatan komputerisasi. Processor merupakan otak dari sistem kerja ponsel yang akan melakukan koordinasi semua fungsi ponsel termasuk juga instruksi-instruksi yang terprogram didalamnya.

Teknologi Nokia DCT4 terus berkembang, WD2 dan TIKU merupakan pengembangan dari teknologi DCT4. Perbedaannya adalah jenis Proccesor yang digunakan dan kapasitas memori internal yang cukup besar. UPP-WD2 dan TIKU dapat memproses data lebih cepat ketimbang UPP DCT4, sehingga dapat memfasilitasi fitur-fitur yang lebih canggih lagi, seperti : Sistem operasi Symbian, akses GPRS Class 10 (EDGE / BB4.5), Multy Task, LCD TFT, resolusi kamera sampai 2mega pixel, MMS, Ringtone polyphonic hingga 48channel, MP3 player, Bluetooth, memory external (MMC Support),dll.

UPP Nokia DCT4, WD2 dan TIKU pada dasarnya mempunyai struktur yang sama, yang membedakan hanya spesifikasi: ARM, DSP Core (LEAD3) dan Cache RAM yang tersimpan didalam UPP, tentunya spesifikasi ROM dan RAM yang tersimpan didalam UPP akan berbeda pula satu sama lain. UPP mempunyai beberapa fungsi, diantaranya:

• BRAIN

Bagian ini merupakan otak utama dari Microprocessor ponsel, bagian ini mempunyai dua fungsi:

ü MCU Subsystem MCU Subsystem (Micro Controller Unit) diproses oleh Microprocessor ARM(Advance RISC Machines) dan didukung oleh: MCU ROM, Cache RAM, DMA (Direct Memory Access) dan Memori IF.

ü DSP Subsystem DSP Subsystem (Digital Signal Processing) blok ini diproses oleh LEAD (Low power Enhanced Architecture DSP) digunakan untuk memproses Digital Application (A-DSP) dan Digital Cellular (C-DSP). Bagian ini yang akan mengatur lalu lintas data informasi pada keseluruhan sistem kerja ponsel.

ü Brain Peripherals Bagian ini yang akan menghubungkan semua perintah dari subsystem MCU dan DSP kepada bagian Body.

Kinerja subsistem MCU dan DSP sangat tergantung sekali kepada Cache RAM yang tersimpan didalam UPP, Nokia WD2 dan TIKU mempunyai Cache RAM yang cukup besar, sekitar 8-16Mbit. Cache RAM merupakan unit pendukung. Semua perintah yang sering digunakan oleh UPP akan disimpan sementara pada bagian ini. Dengan adanya Cache RAM, UPP tidak perlu lagi memanggil perintah yang sama ke bagian lain. Dengan demikian, waktu yang dibutuhkan untuk menjalankan perintah-perintah penting dapat dipersingkat, sehingga kecepatan eksekusinya lebih baik dan cepat.

• BODY

Keseluruhan sistem kerja ponsel semua dikontrol oleh Microprocessor. Body merupakan bagian dari Microprocessor yang berfungsi sebagai pelaksana perintah dari bagian Brain. Bagian Body berfungsi juga sebagai Digital Control Logic seperti berikut ini:

Fungsi

Keterangan

ACCIF

Interface untuk transfer data dari aksesories: misalkan dari infrared dan kabel Fbus/Mbus yang dihubungkan ke computer untuk melakukan transfer data dari ponsel ke computer.

SIMIF

Interface SIM Card. Pembacaan data-data dari sim card misalkan SIM ID, penyimpanan SMS dan Phone Book, dll.

UIF

1. Interface signal audio kepada earphone dan microphone

2. Sebagai interface LCD dan Interface Keyboard

3. juga digunakan untuk Codec kamera

PUP

Digunakan untuk transfer data Software MCU dan DSP eksternal yang akan disimpan di eksternal memory (IC Flash) melalui koneksi Fbus atau Mbus. Misalkan ponsel akan di Flash, maka data dari computer yang dihubungkan kepada Fbus ponsel akan diterima oleh Blok PUP dari Microprocessor Ponsel lalu akan disimpan didalam IC flash.

CTSI

Bagian ini digunakan untuk Management Clock untuk: PURX, Clocking, timing, Sleep Clock,dll.

SCU

Control IF / RFbus kepada Modul RF. Bagian ini digunakan untuk mengontrol jalur frekuensi yang akan dikunci kepada Base Station oleh Modul RF (PLL).

MFI, GPRS Cip, RXModem

Ketiga blok ini bersama-sama digunakan untuk menerima dan memberi data informasi kepada RF Modul, akan tetapi sebelumnya dibutuhkan konfersi D/A – A/D. Bagian ini juga yang menentukan kecepatan transfer datanya, misalkan untuk akses GPRS atau juga dapat digunakan sebagai Modem.

UPP dapat bekerja bila telah diberikan tegangan sebesar 1.5V yang diberikan oleh Regulator VCORE dan tegangan Logic (VIO) sebesar 1.8 Volt yang dibeikan oleh UEM. Disaat proses booting awal, UPP membutuhkan Clock sebesar 32KHz (Sleep Mode), sedangkan Clock utamanya diberikan oleh VCTCXO dari RF Processor sebesar 13MHz.

MEMORIES (Flash & RAM)

Memories (Flash & RAM) UPP tidak akan dapat berfungsi secara penuh bila tidak dibantu oleh Memori. Seperti yang telah dibahas sebelumnya bahwa UPP mempunyai subsystem MCU dan DSP didalamnya. Akan tetapi subsystem tersebut tidak dapat menyimpan OS (Operating System) secara utuh, karena sangat terbatas penyimpanan datanya, maka dibutuhkan memori tambahan untuk menyimpan Software MCU dan DSP (Firmware). Memory yang dibutuhkan oleh UPP adalah: Flash Memory, EEPROM, RAM.

Pada ponsel Nokia DCT4, Flash Memory dan RAM sudah digabungkan mencadi satu IC, biasa disebut dengan “IC Combo Flash”.



Flash Memory

Flash Memory digunakan untuk penyimpanan data Software MCU (Micro Controlled Unit) dan Software DSP (Digital Signal Processor) yang merupakan OS (Operating System) pada ponsel yang biasa disebut (Firmware), Flash Memory menjadi berperan penting dalam baik tidaknya suatu system ponsel. Language pack atau pilihan bahasa (pada ponsel Nokia disebut PPM), yang tersimpan didalam Flash Memory, maka Ponsel yang tidak memiliki pilihan Bahasa Indonesia bisa ditambahkan atau di upgrade (Re-Flash) menggunakan alat dan program khusus.

Data-data yang tersimpan bukan hanya data operating system saja, juga terdapat data content pack atau User Area Data yang biasa digunakan untuk menyimpan data atau program oleh pengguna ponsel, diantaranya: Phone Book, SMS, Game, Aplikasi, Wallpaper, Nada Dering, Foto, Movie, Dll. Flash Memory pada sektor ini dapat dihapus dengan cara manual dari ponselnya.

EEPROM Nokia DCT4 telah diemulasikan dengan IC Flash. EEPROM digunakan untuk penyimpanan data-data penting yang sudah di set oleh pabrik ponsel itu sendiri, data-data yang terdapat pada EEPROM diantaranya: Signal Tunning Value, IMEI/ISN, SID, MIN, SP-Lock, Security Code, dll. Oleh karena itu bila ponsel diganti IC Flashnya, akan diperlukan kalkulasi Code IMEI, bila tidak maka ponsel tidak akan dapat bekerja.

Rata-rata Nokia DCT4 mempunyai kapasitas data pada Flash memori dari 16Mbit sampai 64Mbit. Sedangkan Flash Memory pada Ponsel Nokia WD2 akan membutuhkan kapasitas penyimpanan data yang sangat besar, mulai dari 128Mbit sampai 256Mbit, oleh karena itu Nokia WD2 akan mempunyai 2 sampai 4 buah IC Flash didalamnya.

Flash Memory pada ponsel Nokia yang menggunakan processor TIKU, digunakan 2 IC Flash yang terpisah: Pertama, NOR Flash, digunakan untuk menyimpan data utama, disinilah Software MCU dan Security IMEI disimpan. Kedua NAND Flash, sebagian besar digunakan untuk menyimpan data user, seperti: Sounds, Games, Applications, dan juga yang menyimpan paket bahasa.

RAM (Random Access Memory)

Sebagai penyimpanan data secara sementara diperlukan RAM, Nokia DCT4 masih menggunakan SRAM (Synchronous RAM) dengan kapasitas sekitar 64Mbit yang telah di intergrasikan dengan IC Flash (Combo Flash), sedangkan untuk Nokia WD2 dan TIKU menggunakan SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) yang mempunyai kapasitas data sebesar 128-256Mbit secara terpisah dari IC Flash.

SRAM maupun SDRAM diberikan suplay tegangan oleh UEM melalui VIO sebesar 1.8 Volt.