图2  TD/GSM双模终端实现架构

双模单待终端可以使用单天线，而双待终端则使用双天线。目前，有的终端厂家使用双待机的架构实现单待终端，双天线、TD-SCDMA和GSM模式之间基本相互独立；这种设计实现的双模单待和双待终端基本只有软件上的区别。

4  双模单待终端芯片设计

GSM和TD-SCDMA都使用时分复用技术，GSM每帧长4.615ms，分为长度相等的8个时隙。TD-SCDMA每个子帧长为5ms，分为7个普通时隙和3个特殊时隙。

终端软件实现中，对帧边界的辨认是通过芯片提供的中断来定位的。因此，无论支持TD-SCDMA或GSM，芯片都须提供以相应帧长为周期的定时中断。

实现双模的关键在于，终端驻留在任一模式时，都需定期测量另一模式的邻小区相关参数，并视需要进行小区重选和切换。终端要在两模式间做交互、数据传输和同步，以及根据其中一模式的状态，对另一模式进行控制。

4.1  多芯片/多DSP设计方案

（1）多芯片设计方案是指在不同芯片上分别实现GSM和TD-SCDMA。基本上相当于两个相对独立的模式集成到一个终端中。

（2）单芯片多DSP设计方案使用单个芯片，但芯片中包含多个DSP，分别支持GSM和TD-SCDMA模式，两个模式的帧中断在不同DSP上提供，对应的软件也是两个相互独立的系统，在各自DSP上单独运行。

本质上，上述两种设计是一致的，均保持了两个模式实现中较强的相对独立性。

参考文献给出了一种多芯片实现方案。TD-SCDMA射频前端设计时选用MAXIM公司的MAX2392和MAX2507芯片解决方案，GSM射频前端设计时则选用Silicon公司的Si4212来进行设计。

从图3单芯片多DSP设计方案可以看出，芯片包括分别支持GSM和TD-SCDMA模式的DSP。微控制器（MCU/ARM，Micro Controller Unit/Advanced RISC Machines）是芯片的主控单元，通过总线控制和调度芯片内部的多数模块协调工作。I/O桥连接芯片与外部器件。DSP（Digital Signal Processor）是可编程的数字信号处理器。负责两个模式DSP分别通过各自的IQ通道ADC/DAC、辅助DAC和射频控制单元，与两个模式的射频分路连接。

图3  TD/GSM双模单待单芯片多DSP设计

GSM和TD-SCDMA定时模块分析GSM DSP和TD-SCDMA DSP提供的帧信息，分别跟踪两个模式信号帧在时间上的变化，分别将两个模式的定时信息发送给时钟发生器。通过时钟发生器生成GSM和TD-SCDMA定时中断信号，分别提供给GSM和TD-SCDMA的DSP。从图3可见，GSM和TD-SCDMA模式基本上相互独立。

睡眠模式是芯片及芯片内部各模块的工作模式或状态。进入睡眠模式的模块，其耗电和散热都大大降低。上述这两个方案，GSM和TD-SCDMA两个模式是独立进行睡眠控制的。另一方面，上述的设计思想都是两个模式作为独立模块分开处理，使用不同的硬件来实现。这就需占用更多芯片面积，且增加了功耗。

4.2  单芯片单DSP设计方案

从图4单芯片单DSP设计方案可以看出，芯片中只设一块DSP，同时处理GSM和TD-SCDMA数字信号，控制两种模式所使用的硬件加速器，令其可并行工作。从时钟发生器引入两个固定周期产生的中断，分别是周期为4.615ms的GSM帧定时和周期为5ms的TD-SCDMA帧定时中断，两中断产生的时间位置可独立调节，使用同一晶振分频产生，用统一的AFC（自动频偏调整）进行跟踪。

图4  TD/GSM双模单待单芯片单DSP设计

图5示出了该设计的控制方式。GSM和TD-SCDMA中断预处理单元分别对各自模式进行预先处理，判断是否已设置了需屏蔽某一模式，而实现另一模式单模终端的功能，若如此，则屏蔽该中断；否则将预处理结果传递给优先级控制单元，这一单元根据GSM和TD-SCDMA两模式当前状态以及各自对DSP处理能力、存储空间等芯片资源的需求，安排这两个模式的执行次序，以保证两模式都能获得足够的系统资源，并分别输出控制信息至GSM处理单元和TD-SCDMA处理单元。

图5  TD/GSM双模单待单芯片的控制方式

图6示出了该设计的睡眠模式双重确认方式。定时检查单元可位于DSP或者微控制器中，调度程序以定时启动检查。