前言
這并不是傳統意義上的評測。 現在各家媒體關(guān)于智能手表的體驗、評測文章已經(jīng)很多了，但是主要集中在針對消費者的外觀(guān)、功能、使用方法等。很少有專(zhuān)門(mén)針對工程師、采購、產(chǎn)品經(jīng)理等業(yè)內人士所做的拆機評測。 在此前，《國際電子商情》的兄弟媒體《電子工程專(zhuān)輯》曾做過(guò)一期手機的“拆機尋迷”，并取得了很好的反饋。 拆機尋迷，智能音頻與NFC將成標配 http://www.eet-cn.com/ART_8800705899_617693_NT_75d27f98.HTM 本期拆機尋迷，我們將帶來(lái)由智芯科技提供的智能手表方案C001的拆解。與目前市面上大部分的智能手表不同，智芯科技選擇的是傳統的機械表芯與智能相結合的方式。相比手機，智能手表的各種零部件更精細、集成度大、設計難度也更大，在拆解過(guò)程中也需要更加小心。好在我們得到了智芯科技的工程師鼎力支持，才得以最終完成此次拆解。
關(guān)于智芯科技
提到智芯科技，可能不少人還有點(diǎn)陌生。這家公司于今年的3月17日亮相被譽(yù)為“奢侈品中的奧斯卡”的第44屆瑞士巴塞爾國際鐘表展。類(lèi)似于百達翡麗、寶珀、歐米茄在內諸多國際知名鐘表品牌均是該展會(huì )的?？?。在此次展會(huì )上，智芯科技推出的C001獲得業(yè)內好評。 據介紹，C001在重度使用的情況下，續航時(shí)間仍然長(cháng)達兩年以上，為全球續航時(shí)間最長(cháng)的智能表芯產(chǎn)品。在產(chǎn)品大小方面，智芯科技也做到了極致，C002表芯厚度僅 4.2mm，為全球最薄款智能表芯，C003表芯直徑僅為25mm，相當于一枚一元硬幣的大小，無(wú)疑為全球最小款智能表芯產(chǎn)品。
下面就讓我們來(lái)探尋智能表芯C001的內在構造吧！
C001的外觀(guān)，屬于那種非常經(jīng)典的機械表式樣，跟人的感覺(jué)是穩重、商務(wù)范。
可能因為筆者很少戴表，戴在手上的感覺(jué)是有點(diǎn)重，金屬表帶的觸感很好?，F階段是C001以行針類(lèi)機械鐘表外觀(guān)為主，針對不同的細分領(lǐng)域和應用場(chǎng)景，提供健康、支付、商務(wù)、專(zhuān)業(yè)戶(hù)外運動(dòng)等功能。根據不同的表帶也可以有不同的使用場(chǎng)景，通過(guò)不同的表帶、表殼可以有不同的玩法。
廢話(huà)不多說(shuō)，智芯的工程師迅速開(kāi)始拆解
首先拆的部分是手表的背蓋
背蓋拆開(kāi)后，透露出C001所采用的紐扣電池
標準的3V 240 mAh紐扣電池
據了解，這個(gè)電池是通用的紐扣電池，并非定制產(chǎn)品，主要是方便用戶(hù)后期換電池。之所以選擇電池的方式而不是充電的方式，主要有幾個(gè)方面的考慮：第一保證產(chǎn)品的外觀(guān)設計，如果做充電的話(huà)，后蓋就要留充電點(diǎn)；如果用無(wú)線(xiàn)充電則后蓋沒(méi)辦法做金屬。第二防水就不太好做；第三C001主打的一個(gè)賣(mài)點(diǎn)就是超長(cháng)待機，產(chǎn)品功耗很低，一個(gè)紐扣電池已經(jīng)可以做到8個(gè)月到1年的使用時(shí)長(cháng)了。
據介紹，C001在重度使用的情況下，續航時(shí)間仍然長(cháng)達兩年以上，為全球續航時(shí)間最長(cháng)的智能表芯產(chǎn)品。 另一個(gè)賣(mài)點(diǎn)就是潛水等級的防水，目前拆解的這款表?yè)嘎犊梢灾苯哟髦?zhù)游泳和潛水到50~100米的深度，而IP67級別的防水基本在一米左右的深度。當然，為了實(shí)現這一點(diǎn)，每一個(gè)手表都要過(guò)水壓測試。 所以，使用紐扣電池可以保證外觀(guān)工藝材料、防水等級以及待機時(shí)長(cháng)。
拆開(kāi)以后，表的指針仍然在走。目前傳統的機械表大多使用石英驅動(dòng)指針，而C001則采用電控馬達以及來(lái)自Sitime的硅振。目前硅振已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域逐漸取代傳統的晶振。
現在開(kāi)始用小刀拆解機芯的正面
撬開(kāi)表盤(pán)后是這個(gè)樣子，上層黃色的薄膜是RF天線(xiàn)。針對指針主要還是看驅動(dòng)，C001的驅動(dòng)會(huì )適配不同的針的形狀和重量，來(lái)保證它的驅動(dòng)的正常。
RF天線(xiàn)是用膠水黏住的，撕的時(shí)候要特別小心
繼續拆解，把中心的金屬片撥開(kāi)
發(fā)現一個(gè)某瑞士品牌Ronda的行針步進(jìn)馬達，通過(guò)電信號驅動(dòng)，帶著(zhù)行針去步進(jìn)。左上角黑色的是一個(gè)超低功耗的震動(dòng)馬達，用的也是日本的一家供應商，專(zhuān)門(mén)為智芯定制的。
不要小看這小小的行針，從1元的指針到10元的指針價(jià)差非常大
齒輪腔，這個(gè)是用來(lái)驅動(dòng)行針的
據介紹，為了測試行針驅動(dòng)穩定性和一致性，保持穩定、可靠，智芯在開(kāi)始設計的時(shí)候就要考慮機械的齒輪校準以及公差。這個(gè)時(shí)候需要有大批量的采樣率，在不同環(huán)境溫度下的采樣率，保證它的行針?lè )€定。所以做了大概1K的機芯進(jìn)行反復測試，保證在-25°~+85°的溫度下都能夠穩定驅動(dòng)。
這里是最核心的PCB部分，包括一顆Dialog的藍牙4.0芯片DA14580，一顆震動(dòng)馬達，以及一顆MCU，不過(guò)這顆MCU被遮住了，看不到牌子。因為空間有限，智芯選擇的器件都是最小化的，里面用到的貼片電阻型號為0201。 Dialog在功耗管理方面有著(zhù)非常悠久的歷史，其非常注重節能技術(shù)。DA14580作為目前全球尺寸最小、功率最低的藍牙智能芯片smartbond，收發(fā)電流僅為3.8~4.9Ma,比其他同類(lèi)藍牙智能解決方案低50%。而且其深度睡眠模式的電流低于600nA。這表示在一個(gè)每秒發(fā)送20字節的產(chǎn)品中，一顆225mAh紐扣電池可以讓其持續運作4年5個(gè)月；與此相比，前幾代藍牙智能技術(shù)僅能維持2年時(shí)間。
SmartBond是首款突破4mA無(wú)線(xiàn)收發(fā)電流極限的藍牙智能解決方案，靜態(tài)功耗差不多在10度微安，在通信過(guò)程中平均功耗做到了20個(gè)微安左右。能夠讓設計人員將產(chǎn)品的電池續航時(shí)間延長(cháng)一倍，或縮減所需電池的數量和大小。目前小米手環(huán)也采用的同款藍牙芯片。
從背面可以看到NXP的NFC芯片FM24NC32T3，但是NFC天線(xiàn)是智芯自己設計的。之所以用NFC留的是一個(gè)技術(shù)通路，可以做標簽，也可以做門(mén)禁，也可以做電子名片。也可以做相關(guān)的身份識別，主要看客戶(hù)愿意用NFC做什么功能。也有一些做運動(dòng)品牌用NFC來(lái)做一個(gè)通信通道。
此外，NFC在無(wú)源狀態(tài)的，在被讀的時(shí)候是不耗電的。主動(dòng)通信的時(shí)候耗電在毫安級的。
在塑膠件的選擇上，看上去是一個(gè)不起眼的塑膠件。其實(shí)它的精度及尺寸要求是非常高的。智芯現在把精度控制在3絲（一絲等于0.01mm）左右，這是幾顆料疊加起來(lái)的整體尺寸的公差。
因為不同的材料在長(cháng)時(shí)間下會(huì )產(chǎn)生形變的程度也不一樣，所以在開(kāi)模的時(shí)候也試了好幾款材料，最后定下來(lái)的材料，穩定性和后期可加工性才達到要求。
拆解完成后的全家福，可以重點(diǎn)對比其中的一元硬幣，大致跟紐扣電池的直徑相似。據透露，在智芯其它產(chǎn)品線(xiàn)中，C002表芯厚度僅4.2mm，為全球最薄款智能表芯，C003表芯直徑僅為25mm，相當于一枚一元硬幣的大小，無(wú)疑為全球最小款智能表芯產(chǎn)品。
拆了C001后發(fā)現還不過(guò)癮，工程師又拿來(lái)最新的方案，這個(gè)是目前還沒(méi)上市的功能DEMO C004。
背面帶綠光的心率傳感器模塊是AMS7000。這是一個(gè)傳感器+Afe模擬前端+mcu內核的三合一的心率檢測Soc模塊。AMS7000是目前業(yè)內唯一一款內含動(dòng)態(tài)算法的心率soc，且平均準確度可達95%，目前也已經(jīng)在小米心率手環(huán)上量產(chǎn)。
相比C001，H001還帶OLED屏。目前這個(gè)產(chǎn)品在試產(chǎn)階段，帶支付（NFC）、心率、運動(dòng)檢測。相比上一代方案成本要高一倍多。這是一個(gè)四層板，H001與C001的PCB相比，集成的器件明顯更多，圖下增加了艾順佳的屏顯模塊（OLED），同時(shí)也帶上心率模塊。
這一次MCU沒(méi)有被遮住，用的是Ambiq Miacro的超低功耗MCU Apollo。據說(shuō)這也是智芯經(jīng)過(guò)一圈供應商的對比后，最終采用這顆全球功耗最低的MCU。Apollo MCU采用ARM® Cortex-M4F架構，其獨特之處是能同時(shí)優(yōu)化工作和睡眠模式功率，其功耗低至行業(yè)領(lǐng)先的30µA/MHz，并且具有低至100nA的平均睡眠模式電流，而這種極低的功耗不會(huì )影響性能。其功耗通常比性能相近的其它MCU產(chǎn)品降低5至10倍，使得可穿戴電子產(chǎn)品和其它電池供電應用的電池壽命大大延長(cháng)。
C004采用的不再是紐扣電池，而是磁吸充電，圖為充電頭模塊，
最后，由于可靠性和穩定性的要求，C004需要經(jīng)過(guò)多項測試，包括高低溫沖擊的測試，靜電的測試，走時(shí)頻偏的測試，藍牙穩定性的測試。也要做老化的測試。特別是溫濕度測試的要求非常高，因為成表的流通是全球市場(chǎng)的，比如會(huì )賣(mài)到俄羅斯、北歐，它的存儲和使用溫度都要做可靠性測試。目前這款方案的存儲溫度可達到-40°C~85°C。雖然跟人體搭配的使用場(chǎng)景會(huì )控制在一定溫度范圍內，但是還是有一些場(chǎng)景比如在戶(hù)外、運輸過(guò)程中會(huì )接近比較極端的溫度。
拆解總結：
從這次拆解可以一窺智芯科技的強大硬件設計能力。怎么判斷一款手表方案的設計水平高低呢？工程師一般從PCB板的以下幾點(diǎn)來(lái)判斷：
1.從外觀(guān)工藝來(lái)看，PCB布板的干凈程度和美化程度。
2.油漆、油彩的使用品相、色澤等很多方面。
3.對于手表這樣精細化的設計，是能夠在有限的空間內做到整個(gè)行業(yè)能夠做到的工藝極限，別人再怎么調整也只能做到這個(gè)地步，不可能超越你。
在如此小的面積下，能夠集成這么多功能，同時(shí)布板干凈，可謂是“螺獅殼里做道場(chǎng)”，其難度要遠遠超過(guò)傳統的手機設計。
目前智芯的客戶(hù)群主要劃分為幾類(lèi)：一個(gè)是傳統的鐘表企業(yè)，一個(gè)是電子數碼領(lǐng)域，另一個(gè)是通訊領(lǐng)域，最后是互聯(lián)網(wǎng)公司。據了解，智芯的定位不想做一個(gè)傳統意義上的智能手表廠(chǎng)商，他們想要做手表領(lǐng)域的高通，重新定義智能手表產(chǎn)業(yè)。所以雖然很多客戶(hù)找到智芯說(shuō)要進(jìn)行定制ODM，開(kāi)發(fā)費給得也不錯，但是智芯都沒(méi)有考慮。而是主要提供公板設計方案，由客戶(hù)自行設計殼、面、針。
在拆解現場(chǎng)，筆者還看到了一款智芯為某知名手機廠(chǎng)商定制的方案，如果大家有興趣的話(huà)，請期待我們的下期拆解吧！
