По работе часто имею дело с UE (User Equipment) — это любые пользовательские устройства, работающие в сети LTE (или других сетях сотовой связи). Обычно мы используем готовые модемы в формате M2 или рутованные смартфоны и другие не самые простые решения для тестов базовой станции и ПО. Именно реальные модемы дают наиболее точную картину работы в реальной сети у оператора. Но не об этом. Собирать любопытные UE — часть не только работы, но и, видимо, ещё одно хобби.

На днях заполучил 16 модемов (да-да) Wavecom Q2403A. Модемы, что у меня на руках, — 2003 года.

Рассмотрим ключевые компоненты модема:

VP22245H (Philips) — CPU модема. Микроконтроллер архитектуры ARM. Информации о нём крайне мало, но есть эмблема ARM.

CX77304-16 от Skyworks — модуль усилителя на GaAs.

SI4133 — двухдиапазонный RF-синтезатор, изначально от Silicon Labs, ныне выпускается Skyworks.

SI4200 и SI4201 от Silicon Labs — сопутствующие микросхемы, работающие в составе RF-фронтенда. В зависимости от конфигурации, SI4200 может включать функции приёмника и передатчика, а SI4201 — выполнять роль отдельного приёмника и передавать I и Q отсчёты в CPU.

Также на плате можно увидеть, по всей видимости, VCTCXO.

Вот схема телефона Samsung SGH-A800, представлена выше. Глядя на неё, можно сказать, что модем использует супергетеродинную архитектуру с цифровым выводом I/Q сигналов от приёмника, что формально приближает его к SDR-подходу. Однако уровень гибкости ограничен — SDR-функции в CPU реализованы частично, с акцентом на протокольную обработку, а не на полноценную цифровую радиосвязь. Кажется, архитектура достаточно модульна — как будто её проектировали с прицелом на будущее. Прошло 10 лет — и вот уже вся эта сложность умещается в пару микросхем.

Рассмотрим модуль SIM800, который уже набил оскомину всем. Так вот, он построен всего на двух микросхемах:

RF7198 от RFMD (Qorvo) — микросхема усилителя, контроллера питания и коммутатора в одном корпусе. Её предшественники применялись, в том числе, в таких телефонах, как Nokia 3310.

MT6261 от MediaTek — однокристальная система (SoC) с 1-ядерным процессором ARM7EJ-S на 260 МГц, 4 МБ RAM и 24 Мбит встроенной flash.

Оба модема — GSM. Но за каких-то 10 лет 5 микросхем и куча обвязки были заменены всего двумя микросхемами и минимумом периферии.

Продолжаю тему модемов. (Ещё один пост про модем с поддержкой 5G, и я закончу и напишу про свой проект очередного коммутатора из палок и пластилина.)

На этот раз снова модуль от Simcom (второй после Quectel на рынке) SIM7600G-H. Начнём с обзора микросхем, на которых он построен:

MDM9607 — он же Snapdragon X5, SoC, где есть процессор на базе ARM Cortex-A7 с частотой 1,3 GHz, Wi-Fi 5 и BLE. Также он имеет фирменный ADSP Hexagon QDSP6 V5 для обработки сигнала с поддержкой VLIW. RAM — 256 Мб. Настоящий комбайн из мира современных SoC, который сейчас делает Qualcomm. Появился он 10 лет назад, во второй половине 2015 года. Qualcomm гордо зовёт этот чип модемом. Конечно, он уже целый SoC.
Рядом с чипом распаяна микросхема NAND-flash памяти на 256 МБ.
Усилитель Skyworks SKY77916-21 для GSM/3G и одного диапазона для LTE. Имеет уже привычное управление по MIPI. Примечателен тем, что PA построены на биполярных транзисторах (HBT), выполненных из GaAs. Имеет интересный контроллер с поддержкой VRAMP, что обеспечивает управление огибающей GMSK и позволяет снизить влияние внешних факторов. Про современные усилители в модулях стоит сделать отдельный пост как-нибудь.
Усилитель Skyworks SKY77638-11. Схожий с усилителем, описанным выше. За исключением того, что он предназначен для диапазонов 3G/LTE.
И последний — это очередной фирменный PMIC для питания MDM9607.
Если вы хотите, расскажу как можно установить на модуль полноценный linux.