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在最近聲勢浩大的有關(guān)蘋(píng)果手表產(chǎn)品線(xiàn)的宣傳聲中，人們很容易忘記蘋(píng)果公司加入智能手表行列的時(shí)間是相當晚的了。另一款最著(zhù)名的智能手表是Kickstarter的寶貝Pebble，目前正在籌劃交付第二代傳統和鋼制的產(chǎn)品。運行各家公司特定操作系統的其它產(chǎn)品還有LG Watch Urbane的LTE版本、三星基于Tizen的Galaxy gear產(chǎn)品線(xiàn)和索尼SmartWatch系列的早期迭代版本。 然后就是Android Wear——谷歌安卓操作系統的可穿戴優(yōu)化版，可見(jiàn)于多家制造商的產(chǎn)品，包括LG公司G Watch系列和LG Watch Urbance的非LTE版本、三星Galaxy Gear Live和索尼最新一代SmartWatch。正如你看到的那樣，許多公司都在考慮給自己留后路。Android Wear供應商生態(tài)系統還包括其它許多大家熟悉的公司名字，其中就有以前是谷歌的一個(gè)事業(yè)部、現在被聯(lián)想收購的摩托羅拉。 雖然摩托羅拉在谷歌于2014年3月發(fā)布Android Wear時(shí)就宣稱(chēng)是發(fā)起人合作伙伴，但Moto 360智能手表直到那年的9月份才開(kāi)始交貨(LG的第一代G Watch和三星的Gear Live早在6月份就投產(chǎn)了，與谷歌的I/O開(kāi)發(fā)者大會(huì )基本同步)。Moto 360，正如其名字的含義一樣，由于其圓形表盤(pán)而在基于A(yíng)ndroid Wear的智能手表中獨樹(shù)一幟(至少我在寫(xiě)這些文字時(shí)是這樣——謠傳其它公司的產(chǎn)品不久也會(huì )采用這種形狀)。這種特殊的外形決定從審美角度看是相當可取的，至少對我來(lái)說(shuō)是這樣，但也造成了某些設計方面的折衷。 我做這次特殊拆解的動(dòng)機除了展示這些折衷外，更重要的是想強調Moto 360圓滑外殼里的內容。鑒于這款產(chǎn)品從去年早秋就開(kāi)始上市了，我懷疑已經(jīng)有其他人做過(guò)拆解，谷歌也提示我事實(shí)正是如此——特別是我在iFixit公司的長(cháng)期好友。我詳細閱讀了他們在拆解報告中提到的具體過(guò)程和其它細節，并與iFixit公司的首席執行官Kyle Wiens進(jìn)行了交流，這些對我隨后開(kāi)展的拆解工作大有裨益。 首先我很快認識到，沒(méi)有必要的專(zhuān)用工具，幾乎百分百可以肯定嘗試拆卸會(huì )破壞我的智能手表。即使手頭有合適的工具，iFixit的那位好友也把他們樣品的后殼折斷成了兩塊。也就是說(shuō)，我真心害怕我笨拙的動(dòng)作會(huì )損傷到硬件，甚至于妨礙或完全終止隨后的拆解分析。當然，Moto 360的功能性喪失將阻止進(jìn)行中的動(dòng)手實(shí)踐報道。 Wien取而代之與我分享了他公司從事Moto 360項目時(shí)保存下來(lái)的所有照片，這也反映了iFixit與《電子技術(shù)設計》美國版雜志(特別是我)之間過(guò)去多次良好的合作關(guān)系。我非常感激并且熱情地接受了下來(lái)。雖然從去年9月份開(kāi)始Moto 360的硬件沒(méi)有過(guò)改變，但固件迄今已經(jīng)有了一次升級。明顯延長(cháng)的電池壽命是這次升級的顯著(zhù)成果，同時(shí)還有其它增強。據報道，(我在寫(xiě)這篇文章時(shí))即將到來(lái)的追加更新將作出額外的改進(jìn)： ·即使手表與配對的平板電腦或智能手機不在藍牙連接范圍內，只要它們都連接到了“云端”，它們就能保持連接狀態(tài)。在智能手表情況下，這個(gè)云端連接是通過(guò)激活(對電池壽命的影響還未知)Moto 360的Wi-Fi子系統完成的；手表和配對的移動(dòng)設備甚至不需要在同一個(gè)局域網(wǎng)子網(wǎng)內。 ·觸摸屏用戶(hù)界面的改進(jìn)，與其它改進(jìn)一起，可以加快對安裝在手表中的應用的訪(fǎng)問(wèn)速度。 ·通過(guò)手腕旋轉等動(dòng)作，結合Moto 360的內置陀螺儀和加速度計，可以更穩健地控制(超越目前時(shí)好時(shí)壞的LCD背光激活)手表的用戶(hù)界面(包括滾動(dòng)查看通知)。 傳言還說(shuō)， Moto 360和其它Android Wear智能手表遲早將不僅兼容安卓智能手機，還將兼容蘋(píng)果iOS移動(dòng)設備。時(shí)間會(huì )告訴我們，這種特殊的潛在增強最終是否會(huì )發(fā)生。不管怎樣，摩托羅拉和谷歌的軟件不斷增強，其中還包括安卓應用(及其定期更新)，這對保持老舊硬件的新鮮感很有效果。關(guān)于硬件，下面就讓我們來(lái)看一看，好嗎？ 在揭開(kāi)Moto 360的塑料后蓋后，我們就能更好地觀(guān)察到內置的心率傳感器。下面是對其工作原理的描述，具有諷刺意味的是，這段文字來(lái)自蘋(píng)果手表的支持文檔，由John Gruber的Daring Fireball網(wǎng)站特別提供(Gizmodo有一張非常精彩的工作特性照片)： 蘋(píng)果手表中的心率傳感器使用了被稱(chēng)為光學(xué)體積描記術(shù)的技術(shù)。這種技術(shù)基于的是一個(gè)很簡(jiǎn)單的事實(shí)：血之所以是紅色的，是因為它反射紅光，吸收綠光。蘋(píng)果手表使用搭配光敏光電二極管的綠色LED光源，檢測任何給定時(shí)刻流經(jīng)手腕的血量。當你的心臟跳動(dòng)時(shí)，手腕中的血流量——以及綠光吸收量——較大；在兩次心跳之間時(shí)則其較小。通過(guò)每秒數百次地閃爍其LED光源，蘋(píng)果手表可以計算出每分鐘心跳的次數，即你的心率。 光學(xué)體積描記術(shù)傳感器不光可以用于脈搏率的監視；理論上還能用作脈搏血氧計來(lái)評估血氧飽和度。然而，就我所知，這些增強的SpO2功能還沒(méi)有啟用，不管是對于Moto 360還是對于其它Android Wear手表，或就此而言——蘋(píng)果手表。順便說(shuō)一下，這兩張照片的上部所顯示的FCC標簽(ID IHDT6QC1)的下方是一個(gè)5端子 彈簧接觸點(diǎn)連接器，其功能不確定，可能是生產(chǎn)線(xiàn)編程和測試用途？或者是用于尚未發(fā)布的“智能”腕帶的擴展總線(xiàn)，類(lèi)似于為Pebble Time產(chǎn)品線(xiàn)規劃的東西？現在想起來(lái)，蘋(píng)果手表好像也有類(lèi)似的裝飾。 這張圖是成功將內部多層“三明治”(底部)從包含顯示屏的前外殼組裝件(頂部)分開(kāi)后看到的情景。注意連接它們的帶狀電纜，還有圍繞組裝件的暗黃綠色防水增強用環(huán)形橡膠圈。Moto 360的額定防護等級為IP67，即可以完全阻止灰塵的侵入，并且可以在最高1米深的水中放置30分鐘而不會(huì )浸水。 接著(zhù)將系統板加電池的三明治結構(右圖)與后外殼(左圖)分開(kāi)來(lái)。有點(diǎn)令人驚訝的是(至少對我來(lái)說(shuō))，特別是考慮到人們普遍關(guān)心的與制造商或型號無(wú)關(guān)的智能手表電池壽命，摩托羅拉采用了傳統四邊形的鋰離子聚合物電池(3.8V，最小300mAh/典型320mAh，約1.1Wh)，而不是能夠更加完整地填滿(mǎn)后外殼空間的并且容量更大(或者是相同容量下更薄)的圓形電池。需要承認的是，采用傳統外形的路線(xiàn)可以節省摩托羅拉的物料清單成本(我們很快還會(huì )遇到這種方案)，而且公司似乎找到了利用后外殼空間的其它方法。雖然如此，我還是有些驚訝。 下面讓我們來(lái)更仔細地觀(guān)察后外殼。我們已經(jīng)知道，它含有光學(xué)體積描記術(shù)傳感器。但你也可能已經(jīng)明白，Moto 360是一種只能無(wú)線(xiàn)充電的設備，確切地說(shuō)通過(guò)的是Qi感應式電力傳輸標準。撕掉屏蔽電路板以阻止任何錯誤能量的標簽紙，就能清晰看到下方的無(wú)線(xiàn)接收線(xiàn)圈了。 這是與之配套的發(fā)射線(xiàn)圈，位于充電塢內。Moto 360可以非常貼合地放在它里面，它配備了micro-USB接口。摩托羅拉提供了電源適配器給它供電，但你也可以使用micro-USB轉USB線(xiàn)結合USB輸出的電源適配器、多端口充電器或者大功率的計算機USB端口來(lái)給它供電。 在將電池與系統板分離后，接下來(lái)就是更詳細觀(guān)察系統板的時(shí)刻了。右上角是TI公司的TMS320C5545定點(diǎn)DSP，我推測它用來(lái)完成智能手表的“Ok Google”語(yǔ)音識別功能。DSP左邊是標簽為“WL18G/31/46C1VRI $N”的神秘IC，從標簽可知它是TI出品的無(wú)線(xiàn)收發(fā)器模塊，支持Wi-Fi、藍牙和低功耗藍牙協(xié)議。 現在讓我們看一下TMS320C5545與WL18G組合下方的兩個(gè)大IC，它們一直從電路板中心延伸到下方。上面一塊標簽為2SB28D9QRM的IC是美光科技公司的MT46H128M32L2KQ-5 IT 4Gb移動(dòng)LPDDR SDRAM。下方是東芝公司的帶e-MMC接口的THGBMAG5A1JBAIT 32Gbit NAND閃存，用于實(shí)現智能手表的4GB常駐操作系統、應用程序和數據存儲。 接下來(lái)讓我們細看一下沿著(zhù)PC右邊放置的IC。在美光SDRAM旁邊的是Solomon Systech SSD2848K1(PDF)顯示控制器，實(shí)現驅動(dòng)LCD的MIPI接口協(xié)議。它的下方是Atmel的MXT112S電容觸摸屏控制器，用來(lái)支持LCD的觸摸接口功能。再下方(直接緊靠東芝閃存芯片)是TI的AFE4490，用作與前述脈搏血氧儀傳感器配套的模擬前端。 最后，讓我們看看PCB左側的IC。在美光SDRAM的上角是TI的1211A1 USB2.0 PHY收發(fā)器。應該承認，它的存在令我相當困惑，因為Moto 360不提供對外的USB連接，但也許是這塊智能手表內部的一個(gè)或多個(gè)子系統需要USB接口。在該IC下方并且緊鄰MT46H128M32L2KQ-5 IT的是TI的TPS659120電源管理單元。東芝閃存旁邊還有一個(gè)TI的BQ51051B，它與Qi無(wú)線(xiàn)充電接收器相連，用于電池充電管理。如果你用心統計的話(huà)，你肯定已經(jīng)注意到TI在Moto 360設計中贏(yíng)得了多大的份額！ 在PCB的最左邊又是另外兩個(gè)IC，它們的功能需要更多說(shuō)明一下。頂部有光澤的IC是歐勝微電子公司(現在的Cirrus Logic公司)的WM7132 MEMS麥克風(fēng)，其底部有一個(gè)聲音輸入端口位置(其環(huán)境空氣接入方案將很快變得清晰起來(lái))。與其配套的是WM7121，如果你仔細看會(huì )發(fā)現其頂部也有個(gè)端口。這兩個(gè)麥克風(fēng)采用級聯(lián)“陣列”的方式工作(多年來(lái)我一直在寫(xiě)這方面的文章)，從而使與其相連的DSP能夠“定位”期望的聲源，并在處理過(guò)程中抑制雜散環(huán)境噪聲。 它們到外部世界的共享接入由Moto 360左側的一個(gè)小孔(手表獨有的右側按鈕對面)構成，如上圖所示。我承認在我的手表上我一直沒(méi)注意到這個(gè)小孔，直到我了解到內部的麥克風(fēng)在哪兒之后才留意到它。我猜測，小孔背后的薄膜允許環(huán)境聲振動(dòng)透過(guò)去，但水分或灰塵過(guò)不去。不過(guò)提起薄膜，值得注意的是Moto 360是不發(fā)聲的；內部沒(méi)有揚聲器，只有一個(gè)微型電機提供振動(dòng)，它與顯示屏一起構成了其獨特的用戶(hù)交流方式。 接著(zhù)我們來(lái)看看PCB的背面。幾乎是空白——記住正常情況下是附著(zhù)電池的。但這也并不是完全無(wú)趣。首先，還記得剛剛提到的WM7132的底部端口麥克風(fēng)嗎？仔細觀(guān)察上面照片中的PCB右邊緣，你可以看到一個(gè)小孔，這個(gè)小孔與Moto 360側部的小孔一起可以讓MEMS麥克風(fēng)接入來(lái)自外部世界的聲音。PCB底部是5個(gè)觸點(diǎn)，它們對應于(歸功于彈性饋入的中介層)前面提到的智能手表FCC認證標簽下方神秘的5觸點(diǎn)端口。在PCB左上角是Moto 360的組合式六軸加速度計/陀螺儀，確切地講就是InvenSense的MPU-6050 MEMS運動(dòng)跟蹤器件。 到目前為止還有一個(gè)重要的IC沒(méi)有討論。不看下文你能猜到嗎？我還沒(méi)有提及主要的系統CPU，或就此而言，驅動(dòng)顯示器的GPU。它們都在一個(gè)應用定制的SoC——標簽為“X3630ACBP”的TI OMAP3630中，這個(gè)芯片位于美光SDRAM下方，見(jiàn)下面這張照片： OMAP3630集成了一個(gè)運行速度高達1GHz的ARM Cortex-A8處理器內核、運行速度高達200MHz的PowerVR SGX 530圖形內核和運行速度高達800MHz的C64X DSP內核(還有其它)。摩托羅拉在發(fā)表決定采用2010年代SoC的技術(shù)報道時(shí)就曾備受責難，恕我直言，這其中有大部分是毫無(wú)根據的。我不知道Moto 360對芯片內各個(gè)內核實(shí)際采用的時(shí)鐘速度是多少，然而我能確定的是，這塊智能手表的響應性能相當不錯，沒(méi)有顯示方面的遲鈍或其它明顯的延遲。如果OMAP3630足以勝任隨即的任務(wù)，何苦要使用性能更高(價(jià)格可能也更高)的器件，對吧？ 鑒于上述最重要的觀(guān)察結果，我要提一些意見(jiàn)。首先，OMAP3630最初是用45nm工藝制造的。TI可能后來(lái)將設計移植到了更現代和更小的光刻節點(diǎn)，但如果沒(méi)有的話(huà)，這種應用SoC的半導體基礎的功耗可能比實(shí)際需要的大。更小尺寸工藝的另一個(gè)優(yōu)勢是，對于給定尺寸的硅片它能提供更高的晶體管預算。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)使用更加先進(jìn)的ARM Cortex-A9(或更新的)處理器內核，摩托羅拉也許已經(jīng)能夠訪(fǎng)問(wèn)NEON SIMD加速度計。 更多的晶體管還允許包含更先進(jìn)的專(zhuān)用DSP內核。無(wú)論哪種增強都可能排除設計中對獨立TMS320C5545 DSP的需求。這么說(shuō)來(lái)，如果我猜的不錯，分立DSP做的是語(yǔ)音識別任務(wù)，那么我至少可以見(jiàn)到分布式處理方法的另外一個(gè)優(yōu)勢。TMS320C5545可以保持喚醒狀態(tài)，監視“Ok Google”用戶(hù)說(shuō)話(huà)聲，而智能手表的其余處理資源可處于睡眠狀態(tài)，從而最大限度地減小總體功耗。 前面詳細介紹了PCB部分，下面讓我們把注意力轉向顯示屏。上面就是顯示屏的兩張照片以及與顯示屏配套的排線(xiàn)和其它電路。雖然其它智能手表使用電子墨水(Pebble)或OLED(蘋(píng)果手表和其它Android Wear手表)顯示技術(shù)，但摩托羅拉采用的是圓形LCD。我認識到摩托羅拉的LCD選擇是有優(yōu)勢的，這體現在與更常見(jiàn)(但容易褪色)的OLED顯示屏相比可以在很亮的環(huán)境光線(xiàn)下觀(guān)看顯示屏，以及與電子墨水的單色或“彩色”顯示屏相比可以提供更加豐富的亮度和色度。但LCD的主要缺點(diǎn)是耗電的背光燈，這點(diǎn)不可忽視。 我的Moto 360要求至少每1.5天充一次電；每隔幾小時(shí)處于可選的環(huán)境屏幕模式，這樣可以使背光燈一直保持在最低照度。我懷疑摩托羅拉采用LCD的主要動(dòng)機是成本；不管技術(shù)基礎如何，圓形屏幕不是主流(主流意味著(zhù)便宜)，但成熟的LCD基礎使得它的成本仍可能比新興的OLED屏幕低。然而，到今天這個(gè)時(shí)候，我不禁在想，圓形(并且不需要背光燈)的OLED屏幕是否是更好的選擇，特別是考慮到有限的顯示器壽命相對于手表來(lái)說(shuō)不像電視機那樣是個(gè)大問(wèn)題。我甚至開(kāi)始喜歡Qualcomm早就推出的Mirasol顯示器技術(shù)了。 還有一個(gè)與顯示屏有關(guān)的主題需要提及一下。有些人可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)Moto 360 LCD的“漏氣輪胎”特性了，在上面兩張照片中你可以清楚地看到。實(shí)際上，你看到的現象并不是顯示屏本身的缺陷，而是摩托羅拉選擇放置環(huán)境光傳感器的地方。正如上面第二張照片暗示的那樣，“漏氣輪胎”只在采用淺色表盤(pán)時(shí)才很明顯；當采用如圖所示“Minimal”選項那樣通常黑色的表盤(pán)時(shí)(我個(gè)人就選用這種表盤(pán))，只有當你有意觀(guān)察時(shí)才有明顯的感覺(jué)。當采用黑色表盤(pán)和黑色外殼時(shí)，就像本文開(kāi)頭配的產(chǎn)品照片那樣，基本上就不是問(wèn)題了。 最后，讓我們回到本文開(kāi)始討論的問(wèn)題，也就是即將到來(lái)的固件更新將喚醒Moto 360目前休眠的Wi-Fi功能。你已經(jīng)知道，手表內TI的WL18G無(wú)線(xiàn)收發(fā)器模塊支持Wi-Fi功能。但相應的天線(xiàn)在哪兒，不管是用于Wi-Fi還是用于現在已經(jīng)激活的藍牙？在包圍手表的金屬環(huán)中嵌入一根或兩根天線(xiàn)是可能的；AnandTech在它的產(chǎn)品發(fā)布報道中間接提到了這個(gè)方面： 我們看到了位于金屬外殼中的定制天線(xiàn)，但不需要任何天線(xiàn)線(xiàn)纜。遺憾的是，有關(guān)這種天線(xiàn)的工作原理還沒(méi)有真正的披露，因此很難說(shuō)它們是如何實(shí)現的，但是在金屬外殼內部有顯而易見(jiàn)的圖案。同時(shí)它還使用了新的射頻技術(shù)，從而使得定制的金屬腕帶不會(huì )干擾到手表本身的天線(xiàn)。 不過(guò)我沒(méi)有在金屬外殼和PCB之間見(jiàn)到有任何類(lèi)型的物理電纜連接來(lái)支持這種特定推測。另一種可能性我們以前見(jiàn)過(guò)許多次，即一根或兩根天線(xiàn)可能取而代之嵌入在PCB內。TI的WL18G數據手冊甚至對這種方法進(jìn)行了比較詳細的描述。 |
