智能手机所有硬件内部构造和工作原理详解

今天我们做个大手术，解剖手机，我们先拿主板开道。主板是所有电子元器件的载体，它将各个硬件设备相互连接，使得他们能够在工作的时候相互配合。主板一般是由10个导线层构成，顶层和底层用于安装元器件，红色和绿色层分别叫做电源层和接地层，中间的四层用于装载所有通信线和信号线。每个导电层都是由纯铜制成的，层与层之间是绝缘的玻璃线位，以防止电流乱串。这些是导通孔，可以将信号从一层传到另一层，以此来传达这个组件的指令信息。连接到主板最重要的就是这块C芯片，在指甲盖大小的空间里，密密麻麻分布着50亿到100亿个晶体管，这是了苏C芯片的电路系统块图，很多关键居域都分布器上。这是多核CPU，它是智能手机最重要的心脏，这是GPU，主要用于处理和渲染图像，是显卡的大脑，这是数字信号处理器，扬声器、麦克风等器件的输入数据就是由该处理器处理。这是显示引擎，它与触摸屏进行通信，这是视频处理器，可以对图像和视频进行压缩和解压缩。这是图像信号处理器，它主要用于处理照相机拍摄的视频和图片。这是芯片上的网络，主要处理芯片、内存和手机其他部件的数据流。另外，芯片上还包括有一些控制器和外围功能。主板上另外一个比较重要的芯片就是数据存储芯片，也就是手机的硬盘。当打开存储芯片时，会发现芯片内部有8个子模块，而每个子模块又有两个平面，每个平面都有上百亿个垂直堆叠闪存单元阵列，它们整齐的被叠成100层高，横向4万个行，纵向5万个列。这些层与层之间用控制导线连接，航与航之间则采用位线相连。位线和控制导线用于传输电流，这是放大后的存储单元，存储单元分左右两格用来存放电子，8个小格子可以存放8个不同的字节，我们手机所有数据都存储在这些小格子里面。手机的摄像头是。通过这些铜线与主板进行连接的摄像头有一组带有马达的镜头，能使相机改变焦距。这些镜头可以拍摄广角并聚焦，然后产生清晰的图像。摄像头的背面是一个大的感光方块网格，网格最上面一层是微透镜，中间层是彩色滤光片。当我们按下快门时，来自场景的光子进入相机的镜头，经过一个彩色绿光片阵列并击中光电二极管传感器，这些彩色过滤的光子被每个光电二极管吸收并转换成模拟电流，最终转换成12位的尔进制止发送给SOC芯片。进行处理后，照面就能在手机显示了。这是手机的触摸屏，上面是钢化玻璃，下面就是投射式电容触摸屏。触摸屏由上下两层菱形网格组成，中间隔着一层透明的绝缘体。在屏幕点亮时，带有负电荷的电子被施加到蓝色网格上，会产生一个负电场，从而导致一堆正电荷聚集在上面的黄色网格上。当一个导电材料，比如手指触碰到屏幕时，电场受到。干扰，导致上层黄色菱形网格上积累的正电荷发生变化，这种变化经由处理器测算后将其记录为一次触摸。手机会以极快的速度逐行扫描电场，并通过每一行上的交叉点检测。触摸点检测到后计算出X轴和Y轴的坐标值，就能知道具体的触摸位置了。这个是手机的电池，我们先拆开电池看看，这是电池的负极，在负极里面是一些里原子，它们储存在石墨层之间。电池的正极是钴原子，正负极中间是电解质，电解质只允许带正电的锂离子重复极流向正极，当大范围的锂离子经过电解质流向正极时，就会形成电子流，并与钴原子和氧气反应生成骨化。里电子流不停的流动，而后来到手机里的用电部件，这些部件就能通电使用了。但在现实中，总会有一定比例的锂离子残留在阳极、阴极和电解质中。为了最大限度的提高电池的容量，所有这些层都被折叠并包裹成这样后才放入电池中。

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