【導(dǎo)讀】在最近聲勢(shì)浩大的有關(guān)蘋(píng)果手表產(chǎn)品線的宣傳聲中，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(dāng)晚的了。另一款最著名的智能手表是Kickstarter的寶貝Pebble，目前正在籌劃交付第二代傳統(tǒng)和鋼制的產(chǎn)品。運(yùn)行各家公司特定操作系統(tǒng)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(tǒng)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(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)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(xiàn)在被聯(lián)想收購(gòu)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Android Wear的智能手表中獨(dú)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(dāng)可取的，至少對(duì)我來(lái)說(shuō)是這樣，但也造成了某些設(shè)計(jì)方面的折衷。
我做這次特殊拆解的動(dòng)機(jī)除了展示這些折衷外，更重要的是想強(qiáng)調(diào)Moto 360圓滑外殼里的內(nèi)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(zhǎng)期好友。我詳細(xì)閱讀了他們?cè)诓鸾鈭?bào)告中提到的具體過(guò)程和其它細(xì)節(jié)，并與iFixit公司的首席執(zhí)行官Kyle Wiens進(jìn)行了交流，這些對(duì)我隨后開(kāi)展的拆解工作大有裨益。
首先我很快認(rèn)識(shí)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(dāng)然，Moto 360的功能性喪失將阻止進(jìn)行中的動(dòng)手實(shí)踐報(bào)道。
Wien取而代之與我分享了他公司從事Moto 360項(xiàng)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(shè)計(jì)》美國(guó)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(jí)。明顯延長(zhǎng)的電池壽命是這次升級(jí)的顯著成果，同時(shí)還有其它增強(qiáng)。據(jù)報(bào)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(duì)的平板電腦或智能手機(jī)不在藍(lán)牙連接范圍內(nèi)，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(duì)電池壽命的影響還未知)Moto 360的Wi-Fi子系統(tǒng)完成的；手表和配對(duì)的移動(dòng)設(shè)備甚至不需要在同一個(gè)局域網(wǎng)子網(wǎng)內(nèi)。
·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(duì)安裝在手表中的應(yīng)用的訪問(wèn)速度。
·通過(guò)手腕旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，結(jié)合Moto 360的內(nèi)置陀螺儀和加速度計(jì)，可以更穩(wěn)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(jī)，還將兼容蘋(píng)果iOS移動(dòng)設(shè)備。時(shí)間會(huì)告訴我們，這種特殊的潛在增強(qiáng)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(qiáng)，其中還包括安卓應(yīng)用(及其定期更新)，這對(duì)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，我們就能更好地觀察到內(nèi)置的心率傳感器。下面是對(duì)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?yàn)樗瓷浼t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(cè)任何給定時(shí)刻流經(jīng)手腕的血量。當(dāng)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(shù)百次地閃爍其LED光源，蘋(píng)果手表可以計(jì)算出每分鐘心跳的次數(shù)，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(jiān)視；理論上還能用作脈搏血氧計(jì)來(lái)評(píng)估血氧飽和度。然而，就我所知，這些增強(qiáng)的SpO2功能還沒(méi)有啟用，不管是對(duì)于Moto 360還是對(duì)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(biāo)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)線編程和測(cè)試用途？或者是用于尚未發(fā)布的“智能”腕帶的擴(kuò)展總線，類(lèi)似于為Pebble Time產(chǎn)品線規(guī)劃的東西？現(xiàn)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(nèi)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(qiáng)用環(huán)形橡膠圈。Moto 360的額定防護(hù)等級(jí)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。
接著將系統(tǒng)板加電池的三明治結(jié)構(gòu)(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(duì)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(hào)無(wú)關(guān)的智能手表電池壽命，摩托羅拉采用了傳統(tǒng)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(rèn)的是，采用傳統(tǒng)外形的路線可以節(jié)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(xì)地觀察后外殼。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)線充電的設(shè)備，確切地說(shuō)通過(guò)的是Qi感應(yīng)式電力傳輸標(biāo)準(zhǔn)。撕掉屏蔽電路板以阻止任何錯(cuò)誤能量的標(biāo)簽紙，就能清晰看到下方的無(wú)線接收線圈了。
這是與之配套的發(fā)射線圈，位于充電塢內(nèi)。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(zhuǎn)USB線結(jié)合USB輸出的電源適配器、多端口充電器或者大功率的計(jì)算機(jī)USB端口來(lái)給它供電。
在將電池與系統(tǒng)板分離后，接下來(lái)就是更詳細(xì)觀察系統(tǒng)板的時(shí)刻了。右上角是TI公司的TMS320C5545定點(diǎn)DSP，我推測(cè)它用來(lái)完成智能手表的“Ok Google”語(yǔ)音識(shí)別功能。DSP左邊是標(biāo)簽為“WL18G/31/46C1VRI $N”的神秘IC，從標(biāo)簽可知它是TI出品的無(wú)線收發(fā)器模塊，支持Wi-Fi、藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙協(xié)議。
現(xiàn)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(biāo)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(xiàn)智能手表的4GB常駐操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
接下來(lái)讓我們細(xì)看一下沿著PC右邊放置的IC。在美光SDRAM旁邊的是Solomon Systech SSD2848K1(PDF)顯示控制器，實(shí)現(xiàn)驅(qū)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(cè)的IC。在美光SDRAM的上角是TI的1211A1 USB2.0 PHY收發(fā)器。應(yīng)該承認(rèn)，它的存在令我相當(dāng)困惑，因?yàn)镸oto 360不提供對(duì)外的USB連接，但也許是這塊智能手表內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)子系統(tǒng)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)線充電接收器相連，用于電池充電管理。如果你用心統(tǒng)計(jì)的話，你肯定已經(jīng)注意到TI在Moto 360設(shè)計(jì)中贏得了多大的份額！
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(xiàn)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(xì)看會(huì)發(fā)現(xiàn)其頂部也有個(gè)端口。這兩個(gè)麥克風(fēng)采用級(jí)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(cè)的一個(gè)小孔(手表獨(dú)有的右側(cè)按鈕對(duì)面)構(gòu)成，如上圖所示。我承認(rèn)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(nèi)部的麥克風(fēng)在哪兒之后才留意到它。我猜測(cè)，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(nèi)部沒(méi)有揚(yáng)聲器，只有一個(gè)微型電機(jī)提供振動(dòng)，它與顯示屏一起構(gòu)成了其獨(dú)特的用戶(hù)交流方式。
接著我們來(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(xì)觀察上面照片中的PCB右邊緣，你可以看到一個(gè)小孔，這個(gè)小孔與Moto 360側(cè)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(duì)應(yīng)于(歸功于彈性饋入的中介層)前面提到的智能手表FCC認(rèn)證標(biāo)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(jì)/陀螺儀，確切地講就是InvenSense的MPU-6050 MEMS運(yùn)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(tǒng)CPU，或就此而言，驅(qū)動(dòng)顯示器的GPU。它們都在一個(gè)應(yīng)用定制的SoC——標(biāo)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(yùn)行速度高達(dá)1GHz的ARM Cortex-A8處理器內(nèi)核、運(yùn)行速度高達(dá)200MHz的PowerVR SGX 530圖形內(nèi)核和運(yùn)行速度高達(dá)800MHz的C64X DSP內(nèi)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(bào)道時(shí)就曾備受責(zé)難，恕我直言，這其中有大部分是毫無(wú)根據(jù)的。我不知道Moto 360對(duì)芯片內(nèi)各個(gè)內(nèi)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(yīng)性能相當(dāng)不錯(cuò)，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(duì)吧？
鑒于上述最重要的觀察結(jié)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(shè)計(jì)移植到了更現(xiàn)代和更小的光刻節(jié)點(diǎn)，但如果沒(méi)有的話，這種應(yīng)用SoC的半導(dǎo)體基礎(chǔ)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(shì)是，對(duì)于給定尺寸的硅片它能提供更高的晶體管預(yù)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(nèi)核，摩托羅拉也許已經(jīng)能夠訪問(wèn)NEON SIMD加速度計(jì)。
更多的晶體管還允許包含更先進(jìn)的專(zhuān)用DSP內(nèi)核。無(wú)論哪種增強(qiáng)都可能排除設(shè)計(jì)中對(duì)獨(dú)立TMS320C5545 DSP的需求。這么說(shuō)來(lái)，如果我猜的不錯(cuò)，分立DSP做的是語(yǔ)音識(shí)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(shì)。TMS320C5545可以保持喚醒狀態(tài)，監(jiān)視“Ok Google”用戶(hù)說(shuō)話聲，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(xì)介紹了PCB部分，下面讓我們把注意力轉(zhuǎn)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(rèn)識(shí)到摩托羅拉的LCD選擇是有優(yōu)勢(shì)的，這體現(xiàn)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(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?jiǎng)訖C(jī)是成本；不管技術(shù)基礎(chǔ)如何，圓形屏幕不是主流(主流意味著便宜)，但成熟的LCD基礎(chǔ)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(duì)于手表來(lái)說(shuō)不像電視機(jī)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(xiàn)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(dāng)采用如圖所示“Minimal”選項(xiàng)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(dāng)你有意觀察時(shí)才有明顯的感覺(jué)。當(dāng)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(nèi)TI的WL18G無(wú)線收發(fā)器模塊支持Wi-Fi功能。但相應(yīng)的天線在哪兒，不管是用于Wi-Fi還是用于現(xiàn)在已經(jīng)激活的藍(lán)牙？在包圍手表的金屬環(huán)中嵌入一根或兩根天線是可能的；AnandTech在它的產(chǎn)品發(fā)布報(bào)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，但不需要任何天線線纜。遺憾的是，有關(guān)這種天線的工作原理還沒(méi)有真正的披露，因此很難說(shuō)它們是如何實(shí)現(xiàn)的，但是在金屬外殼內(nèi)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。
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(cè)。另一種可能性我們以前見(jiàn)過(guò)許多次，即一根或兩根天線可能取而代之嵌入在PCB內(nèi)。TI的WL18G數(shù)據(jù)手冊(cè)甚至對(duì)這種方法進(jìn)行了比較詳細(xì)的描述。
