這是一個看“顏值”的世界,Moto 360的形狀迫使設計作出折衷
發布時間:2015-11-16 來源:EDN 責任編輯:wenwei
【導讀】在(zai)最(zui)近(jin)聲(sheng)勢(shi)浩(hao)大(da)的(de)有(you)關(guan)蘋(ping)果(guo)手(shou)表(biao)產(chan)品(pin)線(xian)的(de)宣(xuan)傳(chuan)聲(sheng)中(zhong),人(ren)們(men)很(hen)容(rong)易(yi)忘(wang)記(ji)蘋(ping)果(guo)公(gong)司(si)加(jia)入(ru)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)行(xing)列(lie)的(de)時(shi)間(jian)是(shi)相(xiang)當(dang)晚(wan)的(de)了(le)。另(ling)一(yi)款(kuan)最(zui)著(zhu)名(ming)的(de)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)是(shi)Kickstarter的寶貝Pebble,目前正在籌劃交付第二代傳統和鋼製的產品。運行各家公司特定操作係統的其它產品還有LG Watch Urbane的LTE版本、三星基於Tizen的Galaxy gear產品線和索尼SmartWatch係列的早期迭代版本。
然後就是Android Wear——穀歌安卓操作係統的可穿戴優化版,可見於多家製造商的產品,包括LG公司G Watch係列和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後路。Android Wear供應商生態係統還包括其它許多大家熟悉的公司名字,其中就有以前是穀歌的一個事業部、現在被聯想收購的摩托羅拉。
雖然摩托羅拉在穀歌於2014年3月發布Android Wear時就宣稱是發起人合作夥伴,但Moto 360智能手表直到那年的9月份才開始交貨(LG的第一代G Watch和三星的Gear Live早在6月份就投產了,與穀歌的I/O開發者大會基本同步)。Moto 360,正如其名字的含義一樣,由於其圓形表盤而在基於Android Wear的智能手表中獨樹一幟(至少我在寫這些文字時是這樣——謠傳其它公司的產品不久也會采用這種形狀)。這種特殊的外形決定從審美角度看是相當可取的,至少對我來說是這樣,但也造成了某些設計方麵的折衷。

我做這次特殊拆解的動機除了展示這些折衷外,更重要的是想強調Moto 360圓滑外殼裏的內容。鑒於這款產品從去年早秋就開始上市了,我懷疑已經有其他人做過拆解,穀歌也提示我事實正是如此——特別是我在iFixit公司的長期好友。我詳細閱讀了他們在拆解報告中提到的具體過程和其它細節,並與iFixit公司的首席執行官Kyle Wiens進行了交流,這些對我隨後開展的拆解工作大有裨益。
首先我很快認識到,沒有必要的專用工具,幾乎百分百可以肯定嚐試拆卸會破壞我的智能手表。即使手頭有合適的工具,iFixitdenaweihaoyouyebatamenyangpindehoukezheduanchengleliangkuai。yejiushishuo,wozhenxinhaipawobenzhuodedongzuohuisunshangdaoyingjian,shenzhiyufangaihuowanquanzhongzhisuihoudechaijiefenxi。dangran,Moto 360的功能性喪失將阻止進行中的動手實踐報道。
Wien取而代之與我分享了他公司從事Moto 360項目時保存下來的所有照片,這也反映了iFixit與《電子技術設計》美國版雜誌(特別是我)之間過去多次良好的合作關係。我非常感激並且熱情地接受了下來。雖然從去年9月份開始Moto 360的硬件沒有過改變,但固件迄今已經有了一次升級。明顯延長的電池壽命是這次升級的顯著成果,同時還有其它增強。據報道,(我在寫這篇文章時)即將到來的追加更新將作出額外的改進:
·即使手表與配對的平板電腦或智能手機不在藍牙連接範圍內,隻要它們都連接到了“雲端”,它們就能保持連接狀態。在智能手表情況下,這個雲端連接是通過激活(對電池壽命的影響還未知)Moto 360的Wi-Fi子係統完成的;手表和配對的移動設備甚至不需要在同一個局域網子網內。
·觸摸屏用戶界麵的改進,與其它改進一起,可以加快對安裝在手表中的應用的訪問速度。
·通過手腕旋轉等動作,結合Moto 360的內置陀螺儀和加速度計,可以更穩健地控製(超越目前時好時壞的LCD背光激活)手表的用戶界麵(包括滾動查看通知)。
傳言還說, Moto 360和其它Android Wear智能手表遲早將不僅兼容安卓智能手機,還將兼容蘋果iOS移動設備。時間會告訴我們,這種特殊的潛在增強最終是否會發生。不管怎樣,摩托羅拉和穀歌的軟件不斷增強,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。關於硬件,下麵就讓我們來看一看,好嗎?


在揭開Moto 360desuliaohougaihou,womenjiunenggenghaodiguanchadaoneizhidexinlvchuanganqi。xiamianshiduiqigongzuoyuanlidemiaoshu,juyoufengciyiweideshi,zheduanwenzilaizipingguoshoubiaodezhichiwendang,youJohn Gruber的Daring Fireball網站特別提供(Gizmodo有一張非常精彩的工作特性照片):
蘋果手表中的心率傳感器使用了被稱為光學體積描記術的技術。這種技術基於的是一個很簡單的事實:血之所以是紅色的,是因為它反射紅光,吸收綠光。蘋果手表使用搭配光敏光電二極管的綠色LED光源,檢測任何給定時刻流經手腕的血量。當你的心髒跳動時,手腕中的血流量——以及綠光吸收量——較大;在兩次心跳之間時則其較小。通過每秒數百次地閃爍其LED光源,蘋果手表可以計算出每分鍾心跳的次數,即你的心率。
光學體積描記術傳感器不光可以用於脈搏率的監視;理論上還能用作脈搏血氧計來評估血氧飽和度。然而,就我所知,這些增強的SpO2功能還沒有啟用,不管是對於Moto 360還是對於其它Android Wear手表,或就此而言——蘋果手表。順便說一下,這兩張照片的上部所顯示的FCC標簽(ID IHDT6QC1)的下方是一個5端子 彈簧接觸點連接器,其功能不確定,可能是生產線編程和測試用途?或者是用於尚未發布的“智能”腕帶的擴展總線,類似於為Pebble Time產品線規劃的東西?現在想起來,蘋果手表好像也有類似的裝飾。

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)分開後看到的情景。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,並且可以在最高1米深的水中放置30分鍾而不會浸水。

接著將係統板加電池的三明治結構(右圖)與後外殼(左圖)分開來。有點令人驚訝的是(至少對我來說),特別是考慮到人們普遍關心的與製造商或型號無關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後外殼空間的並且容量更大(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可以節省摩托羅拉的物料清單成本(我們很快還會遇到這種方案),而且公司似乎找到了利用後外殼空間的其它方法。雖然如此,我還是有些驚訝。

下麵讓我們來更仔細地觀察後外殼。我們已經知道,它含有光學體積描記術傳感器。但你也可能已經明白,Moto 360是一種隻能無線充電的設備,確切地說通過的是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線接收線圈了。

這是與之配套的發射線圈,位於充電塢內。Moto 360可以非常貼合地放在它裏麵,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端口來給它供電。

在將電池與係統板分離後,接下來就是更詳細觀察係統板的時刻了。右上角是TI公司的TMS320C5545定點DSP,我推測它用來完成智能手表的“Ok Google”語音識別功能。DSP左邊是標簽為“WL18G/31/46C1VRI $N”的神秘IC,從標簽可知它是TI出品的無線收發器模塊,支持Wi-Fi、藍牙和低功耗藍牙協議。
現在讓我們看一下TMS320C5545與WL18G組合下方的兩個大IC,它們一直從電路板中心延伸到下方。上麵一塊標簽為2SB28D9QRM的IC是美光科技公司的MT46H128M32L2KQ-5 IT 4Gb移動LPDDR SDRAM。下方是東芝公司的帶e-MMC接口的THGBMAG5A1JBAIT 32Gbit NAND閃存,用於實現智能手表的4GB常駐操作係統、應用程序和數據存儲。
接下來讓我們細看一下沿著PC右邊放置的IC。在美光SDRAM旁邊的是Solomon Systech SSD2848K1(PDF)顯示控製器,實現驅動LCD的MIPI接口協議。它的下方是Atmel的MXT112S電容觸摸屏控製器,用來支持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。
最後,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或多個子係統需要USB接口。在該IC下方並且緊鄰MT46H128M32L2KQ-5 IT的是TI的TPS659120電源管理單元。東芝閃存旁邊還有一個TI的BQ51051B,它與Qi無線充電接收器相連,用於電池充電管理。如果你用心統計的話,你肯定已經注意到TI在Moto 360設計中贏得了多大的份額!
在PCB的最左邊又是另外兩個IC,它們的功能需要更多說明一下。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,其底部有一個聲音輸入端口位置(其環境空氣接入方案將很快變得清晰起來)。與其配套的是WM7121,如果你仔細看會發現其頂部也有個端口。這兩個麥克風采用級聯“陣列”的方式工作(多年來我一直在寫這方麵的文章),從而使與其相連的DSP能夠“定位”期望的聲源,並在處理過程中抑製雜散環境噪聲。

它們到外部世界的共享接入由Moto 360左側的一個小孔(手表獨有的右側按鈕對麵)構(gou)成(cheng),如(ru)上(shang)圖(tu)所(suo)示(shi)。我(wo)承(cheng)認(ren)在(zai)我(wo)的(de)手(shou)表(biao)上(shang)我(wo)一(yi)直(zhi)沒(mei)注(zhu)意(yi)到(dao)這(zhe)個(ge)小(xiao)孔(kong),直(zhi)到(dao)我(wo)了(le)解(jie)到(dao)內(nei)部(bu)的(de)麥(mai)克(ke)風(feng)在(zai)哪(na)兒(er)之(zhi)後(hou)才(cai)留(liu)意(yi)到(dao)它(ta)。我(wo)猜(cai)測(ce),小(xiao)孔(kong)背(bei)後(hou)的(de)薄(bo)膜(mo)允(yun)許(xu)環(huan)境(jing)聲(sheng)振(zhen)動(dong)透(tou)過(guo)去(qu),但(dan)水(shui)分(fen)或(huo)灰(hui)塵(chen)過(guo)不(bu)去(qu)。不(bu)過(guo)提(ti)起(qi)薄(bo)膜(mo),值(zhi)得(de)注(zhu)意(yi)的(de)是(shi)Moto 360是不發聲的;內部沒有揚聲器,隻有一個微型電機提供振動,它與顯示屏一起構成了其獨特的用戶交流方式。

接著我們來看看PCB的背麵。幾乎是空白——記住正常情況下是附著電池的。但這也並不是完全無趣。首先,還記得剛剛提到的WM7132的底部端口麥克風嗎?仔細觀察上麵照片中的PCB右邊緣,你可以看到一個小孔,這個小孔與Moto 360側部的小孔一起可以讓MEMS麥克風接入來自外部世界的聲音。PCB底部是5個觸點,它們對應於(歸功於彈性饋入的中介層)前麵提到的智能手表FCC認證標簽下方神秘的5觸點端口。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運動跟蹤器件。
到目前為止還有一個重要的IC沒有討論。不看下文你能猜到嗎?我還沒有提及主要的係統CPU,或就此而言,驅動顯示器的GPU。它們都在一個應用定製的SoC——標簽為“X3630ACBP”的TI OMAP3630中,這個芯片位於美光SDRAM下方,見下麵這張照片:

OMAP3630集成了一個運行速度高達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)。摩托羅拉在發表決定采用2010年代SoC的技術報道時就曾備受責難,恕我直言,這其中有大部分是毫無根據的。我不知道Moto 360duixinpianneigegeneiheshijicaiyongdeshizhongsudushiduoshao,ranerwonengquedingdeshi,zhekuaizhinengshoubiaodexiangyingxingnengxiangdangbucuo,meiyouxianshifangmiandechidunhuoqitamingxiandeyanchi。ruguoOMAP3630足以勝任隨即的任務,何苦要使用性能更高(價格可能也更高)的器件,對吧?
鑒於上述最重要的觀察結果,我要提一些意見。首先,OMAP3630最初是用45nm工藝製造的。TI可能後來將設計移植到了更現代和更小的光刻節點,但如果沒有的話,這種應用SoC的de半ban導dao體ti基ji礎chu的de功gong耗hao可ke能neng比bi實shi際ji需xu要yao的de大da。更geng小xiao尺chi寸cun工gong藝yi的de另ling一yi個ge優you勢shi是shi,對dui於yu給gei定ding尺chi寸cun的de矽gui片pian它ta能neng提ti供gong更geng高gao的de晶jing體ti管guan預yu算suan。舉ju例li來lai說shuo,通tong過guo使shi用yong更geng加jia先xian進jin的deARM Cortex-A9(或更新的)處理器內核,摩托羅拉也許已經能夠訪問NEON SIMD加速度計。
更多的晶體管還允許包含更先進的專用DSP內核。無論哪種增強都可能排除設計中對獨立TMS320C5545 DSP的需求。這麼說來,如果我猜的不錯,分立DSP做的是語音識別任務,那麼我至少可以見到分布式處理方法的另外一個優勢。TMS320C5545可以保持喚醒狀態,監視“Ok Google”用戶說話聲,而智能手表的其餘處理資源可處於睡眠狀態,從而最大限度地減小總體功耗。


前麵詳細介紹了PCBbufen,xiamianrangwomenbazhuyilizhuanxiangxianshiping。shangmianjiushixianshipingdeliangzhangzhaopianyijiyuxianshipingpeitaodepaixianheqitadianlu。suiranqitazhinengshoubiaoshiyongdianzimoshui(Pebble)或OLED(蘋果手表和其它Android Wear手表)顯示技術,但摩托羅拉采用的是圓形LCD。我認識到摩托羅拉的LCD選擇是有優勢的,這體現在與更常見(但容易褪色)的OLED顯示屏相比可以在很亮的環境光線下觀看顯示屏,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的主要缺點是耗電的背光燈,這點不可忽視。
我的Moto 360要求至少每1.5天充一次電;每隔幾小時處於可選的環境屏幕模式,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的主要動機是成本;不管技術基礎如何,圓形屏幕不是主流(主流意味著便宜),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,到今天這個時候,我不禁在想,圓形(並且不需要背光燈)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於手表來說不像電視機那樣是個大問題。我甚至開始喜歡Qualcomm早就推出的Mirasol顯示器技術了。


還有一個與顯示屏有關的主題需要提及一下。有些人可能聽說過Moto 360 LCD的“漏氣輪胎”特(te)性(xing)了(le),在(zai)上(shang)麵(mian)兩(liang)張(zhang)照(zhao)片(pian)中(zhong)你(ni)可(ke)以(yi)清(qing)楚(chu)地(di)看(kan)到(dao)。實(shi)際(ji)上(shang),你(ni)看(kan)到(dao)的(de)現(xian)象(xiang)並(bing)不(bu)是(shi)顯(xian)示(shi)屏(ping)本(ben)身(shen)的(de)缺(que)陷(xian),而(er)是(shi)摩(mo)托(tuo)羅(luo)拉(la)選(xuan)擇(ze)放(fang)置(zhi)環(huan)境(jing)光(guang)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)地(di)方(fang)。正(zheng)如(ru)上(shang)麵(mian)第(di)二(er)張(zhang)照(zhao)片(pian)暗(an)示(shi)的(de)那(na)樣(yang),“漏氣輪胎”隻在采用淺色表盤時才很明顯;當采用如圖所示“Minimal”選項那樣通常黑色的表盤時(我個人就選用這種表盤),隻有當你有意觀察時才有明顯的感覺。當采用黑色表盤和黑色外殼時,就像本文開頭配的產品照片那樣,基本上就不是問題了。
最後,讓我們回到本文開始討論的問題,也就是即將到來的固件更新將喚醒Moto 360目前休眠的Wi-Fi功能。你已經知道,手表內TI的WL18G無線收發器模塊支持Wi-Fi功能。但相應的天線在哪兒,不管是用於Wi-Fi還是用於現在已經激活的藍牙?在包圍手表的金屬環中嵌入一根或兩根天線是可能的;AnandTech在它的產品發布報道中間接提到了這個方麵:
我wo們men看kan到dao了le位wei於yu金jin屬shu外wai殼ke中zhong的de定ding製zhi天tian線xian,但dan不bu需xu要yao任ren何he天tian線xian線xian纜lan。遺yi憾han的de是shi,有you關guan這zhe種zhong天tian線xian的de工gong作zuo原yuan理li還hai沒mei有you真zhen正zheng的de披pi露lu,因yin此ci很hen難nan說shuo它ta們men是shi如ru何he實shi現xian的de,但dan是shi在zai金jin屬shu外wai殼ke內nei部bu有you顯xian而er易yi見jian的de圖tu案an。同tong時shi它ta還hai使shi用yong了le新xin的de射she頻pin技ji術shu,從cong而er使shi得de定ding製zhi的de金jin屬shu腕wan帶dai不bu會hui幹gan擾rao到dao手shou表biao本ben身shen的de天tian線xian。
不過我沒有在金屬外殼和PCB之間見到有任何類型的物理電纜連接來支持這種特定推測。另一種可能性我們以前見過許多次,即一根或兩根天線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行了比較詳細的描述。
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