В прошлой статье мы с вами полностью разобрали схемотехнику и изучили компонентную базу легендарного телефона из 90-х годов — Motorola StarTAC. Девайс 1997 года отличался очень низким уровнем интеграции: даже такие базовые вещи, как модем (бейсбенд), DSP и RF-фронтэнд представляли из себя отдельные модули на плате. Однако уже через год, в 1998 году, Motorola представила StarTAC, где наконец объединила DSP, аудиокодек и процессор в единый кристалл.

Казалось бы, вот оно чудо инженерной мысли и дальше развиваться некуда. Но уже в 2000 году, Texas Instruments представила легендарную систему на кристалле Calypso, которая позволяла засунуть практически весь телефон в один чип. Одним из самых известных аппаратов на базе Calypso стал легендарный Sony CMD-J7, о котором мы с вами сегодня и поговорим!

❯ Предисловие

Вообще, модемам Texas Instruments можно посвятить отдельную большую статью. К 2000 году, Ti увидели большие перспективы на рынке GSM-телефонов и решили попытаться выпустить свою собственную платформу для мобильных. В 90-х, практически каждый производитель телефонов был вынужден разрабатывать свою собственную аппаратную платформу, кастомные чипы и операционную систему. В R&D вкладывались десятки миллионы долларов, а итоговая цена телефонов была очень высокой.

К 2000'ому, у Ti уже был обширный опыт работы с Motorola. Контроллер питания GCAP в StarTAC'ах и некоторых Talkabout'ах был разработан в кооперации с Texas Instruments, а аппаратная платформа Whitecap (первая на базе ARM для Motorola, между прочим), по слухам, была основана на микроконтроллере TMS470R1x (подтверждений я не нашел, но то, что чипсет построен на ARM7TDMI — факт). Texas Instruments решила разработать такую платформу, которая могла бы максимально удешевить мобильные телефоны, интегрировать всё что можно в один-два чипа и при этом позволить производителям не вкладываться в дорогущий R&D, что потенциально открывало дорогу для небольших производителей и ODM:

Результатом стало появление платформы Calypso, также известной как HERCROM, которая в едином кристалле сочетала не только весьма шустрое и экономичное ядро ARM7TDMI в паре с DSP, но и приличное количество самой разной периферии. А в паре к нему шли чипы Rita — так называемый RF-фронтэнд, и Iota — контроллер питания, который также включал в себя ADC и DAC. В комплекте с девкитом (зачаток телефона в виде огромной, модульной платы), Ti также предоставляла документацию, исходный код прошивки и референсную схемотехнику для разработки своего телефона. Платформа Calypso была представлена в 2000 году и на неё сразу же обратили внимание ODM-производители по типу Compal, которые выпускали десятки бюджетных кнопочных телефонов, одним из которых стал легендарный Moto «головастик»...

Ориентированность на сторонних производителей сыграла с Ti злую шутку. Дело в том, что в какой-то момент, вся техническая документация на Calypso утекла в сеть. Полные даташиты на чипсет, фронтэнд, контроллер питания, протокол общения с BootROM'ом — всё это оказалось в свободном доступе. И небольшая группа энтузиастов под названием Osmocom умудрилась не только хакнуть легендарный «головастик» и запустить на нем кастомный код, но и превратить телефон в подобие SDR и захостить свою GSM-сеть!

Однако Calypso попал под прицел гиков гораздо раньше. В 2001 году, компании Sony Ericsson ещё не существовало: была отдельно Sony, и отдельно Ericsson. Шведы, будучи серьёзным игроком в бизнесе сотовой связи, разрабатывали аппаратные платформы для своих телефонов сами. Японцы же сначала использовали что-то своё (предположительно, сервисманы для моделей из 90-х очень бедные), а в 2001 году перешли на чипсеты Calypso. Одной из самых популярных моделей на базе Calypso был легендарный CMD-J7, который получил признание и в России!

J7, как и другие аппараты J-серии, полюбили за обширный функционал, неплохой графический дисплей солидного размера, а также удобное колесико Jogdial. Немудрено что аппаратом заинтересовались гики, а поскольку в Calypso не было ещё ни секьюрбутов, ни подписи кода (в отличии от тех же самых Motorola), энтузиасты отреверсили прошивку и написали для J7 множество патчей: на графику с Джеймсом Бондом, на твики операционной системы и руссификацию интерфейса. Но венцом творения моддеров стал бинлоадер.

Бинлоадер превращал простой кнопочный телефон в смартфон. Благодаря нему, J7 научился запускать сторонние программы, причём не ограниченные по функционалу Java-мидлеты, а полноценные, нативные, написанные на C или ассемблере! И вот тут то началась реальная моддинг-сцена: энтузиасты писали игры, многозадачные программы (да, J7 использовал операционную систему с полноценной вытесняющей многозадачностью), службы и другие полезные твики. Поскольку у J7 ещё не было понятия файловой системы, бинлоадер брал кусочек свободной флэш-памяти и разбивал его на несколько слотов для запускаемых программ, а с помощью специальной утилиты эти программы можно было записать в флэш-память устройства.

Мой CMD-J7 мне подарил читатель с Хабра, за что ему огромное спасибо!

❯ Разбираем

Как и многие устройства тех лет, J7 разбирается довольно легко. Достаточно лишь выкрутить 4 винта по периметру корпуса и расщелкнуть клипсы с нижней и верхней части корпуса.

После этого, девайс делится на две половинки как бутерброд. Не уверен насчет телефонов Sony, но в свое время многие производители старались сделать процесс разборки корпуса как можно более простым — дабы продавать сменные панельки типа XpressOn. К сожалению, время не пощадило мой J7 и при разборке отломался небольшой кусочек корпуса:

Судя по надписи «Made in France», я сначала подумал что J7 возможно разработан Sagem, поскольку практически все телефоны французской компании базировались на чипсетах Ti. Однако при ближайшем осмотре платы видны типичные особенности Sony-вского инжиниринга: особый цвет маски на текстолите, обильное использование предохранителей и многоэтажный бутербродный конструктив. Классика:

Под центральным экраном скрывается сердце устройства — тот самый чипсет Hercules под маркировкой HERCROM100. Чипы от Ti тех лет можно узнать по характерной юбке с контактами — в наше время она играет злую шутку, поскольку приклеена токопроводящим клеем к подложке, а не припаяна, и при изгибе чипа в момент перекатки её может немного отклеить.

На момент 2000 года, HERCROM100 был революционным чипсетом. Судите сами:

1. Одно ядро ARM7TDMI, способное работать на частоте до ~54МГц. По сравнению с StrongARM, частота кажется слишком низкой, однако на практике, конвейер ARM7 был достаточно хорошо оптимизирован для большинства «мобильных» задач тех лет. Например это же ядро использовалось в GameBoy Advance.
   
   Это главное вычислительное ядро, которое занимается обработкой высших уровней GSM-стека и выполняет задачи операционной системы.

2. DSP-сопроцессор TMS320C54x, который способен работать на частоте до 91МГц. Интересно что у DSP есть своя собственная оперативная память, объёмом в 56КБ (размер слова = 16 бит) и 256КБ ROM. DSP отвечает за низкоуровневую обработку датаграмм из RF-фронтэнда, декодирование голоса и может отвечать за другие периферийные задачи типа декодирования MP3.

3. 512 килобайт встроенной SRAM + интерфейс для внешней параллельной ОЗУ и NOR. Ни о какой DRAM и речи не идет. Интересно что у чипсета есть MPU — он поддерживает защиту памяти, но не поддерживает виртуальную память, а значит о Linux (кроме ucLinux) можно забыть.

4. Контроллеры SPI, I2C, GPIO, UART, SIM, ШИМ, а также отдельный контроллер для матричных клавиатур.

5. Три аппаратных таймера вместе с Watchdog, GSM-секвенсер, RTC, PLL, генератор тональностей.

6. И всё это в крошечном чипе с парой сотен шариков!

Невероятно круто для 2000 года, согласитесь? Рядом находится микросхема eMCP от STMicro, которая состоит из 4МБ NOR-памяти и всего 512 килобайт SRAM. Да, этого хватало для полноценного телефона! Чуть выше расположился контроллер питания Iota, также известный как TWL3025. Тут ничего необычного: ЦАП/АЦП, чарджер, LDO и некоторые фишки для RF-тракта.

В радиоблоке расположились усилители RF2174 и RF2173. Оперируют они на разных частотах — один для полосы 900МГц, другой для 1800МГц.

С обратной стороны расположился основной радиоблок: RF-фронтэнд PMB6253V1.1 от Infineon (интересно, почему не Rita?), кварц, SAW-фильтр и ещё один неопознанный чип в QFN.

Крошечный дисплей в свою очередь подключается посредством шины SPI. В те годы дисплеи с параллельной шиной любил разве что Samsung, остальные производители нередко использовали SPI и иногда I2C.

И в целом, это весь конструктив устройства!

❯ Заключение

Такой вот была легендарная «сонька» родом из 2001-го. J7 стал легендарным телефоном и одним из первых массовых устройств на чипсете нового тысячелетия — TI Calypso!

Ну а я надеюсь, что вам было интересно. Подписывайтесь на блог, чтобы не пропускать новые статьи каждую неделю! А если вам интересна тематика ремонта, моддинга и программирования для гаджетов прошлых лет — подписывайтесь на мой Telegram-канал ‭«Клуб фанатов балдежа‭», куда я выкладываю бэкстейджи статей, ссылки на новые статьи и видео, а также иногда выкладываю полезные посты и щитпостю. А ролики (не всегда дублирующие статьи) можно найти на моём YouTube канале.

А если вы хотите что-нибудь подарить из железа и увидеть о нём статью — пишите мне в Telegram. Меня очень интересуют самые разные гаджеты: начиная от игровых консолей и любых связанных с геймингом устройств, телефонов, смартфонов, КПК, заканчивая ретро-компьютерами и ноутбуками. Кто знает, может героем следующей подобной статьи окажется ноутбук из 90-х? :)

После обзоров устройства не продаются, а остаются в моей коллекции. Когда-нибудь я хочу сделать музей, где к каждому устройству можно будет приложить QR и почитать мою статью.

Новости, обзоры продуктов и конкурсы от команды Timeweb.Cloud — в нашем Telegram-канале ↩