「1立方インチあたりの複雑さ」のスケールでは、携帯電話は人々が日常的に使用する最も複雑なデバイスの一部です。最新の携帯電話は、音声ストリームを圧縮および解凍するために、1秒あたり数百万の計算を処理できます。携帯電話のしくみを読んだ方は、携帯電話がセル間を移動するときに基地局と同期してチャネルを切り替え、数百のFMチャネルで送受信できることをご存知でしょう。
携帯電話を分解すると、いくつかの個別の部品が含まれていることがわかります。
- 顕微鏡マイク
- スピーカー
- LCDやプラズマディスプレイ
- テレビのリモコンで見たものと変わらないキーボード
- アンテナ
- バッテリー
- 電話の内臓を含む素晴らしい回路基板
回路基板はシステムの心臓部です。これは典型的なエリクソンの携帯電話からのものです:
この図では、いくつかのコンポーネントが識別されています。左から、アナログ-デジタルおよびデジタル-アナログ変換チップが表示されます。 A-to-DおよびD-to-A変換と、デジタルオーディオに対するその重要性について詳しくは、CDのしくみをご覧ください。 DSPは「デジタルシグナルプロセッサ」であり、信号操作の計算を高速で実行するように設計された高度にカスタマイズされたプロセッサです。このDSPの定格は約40MIPS(Millions of Instructions per Second)で、すべての信号の圧縮と解凍を処理します。マイクロプロセッサー(エリクソンの電話はZ-80のASICバージョンを使用します)そしてメモリはキーボードとディスプレイのすべてのハウスキーピングの雑用を処理し、ベースステーションとのコマンドと制御の信号を処理し、ボード上の残りの機能も調整します。RFおよび電力セクションは、電力管理と再充電を処理し、数百のFMチャンネルも処理します。最後に、RF(無線周波数)増幅器は、アンテナに出入りする信号を処理します。
驚くべきことは、わずか30年前にはオフィスビルのフロア全体を埋めていたであろうそのすべての機能が、手のひらに快適に収まるパッケージに収まるということです。
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