魯訊先生曾經說過:“悲劇將人生的有價值的東西毀滅給人看,喜劇將那無價值的撕破給人看。”這句話有點沉重,不過今天不是沉重的日子。雖然筆者今天也要準備做類似的操作,將行為付諸暴力,然而估計會有人喜聞樂見!
今天的主角是華米運動手表,號稱目前最具性價比的運動手表。華米AMZAFIT是小米旗下的華米公司推出的最新款運動手表,作為專業的運動智能手表,華米運動手表不僅擁有GPS定位、音樂播放、超長續航的運動專屬功能,同時還支持消息推送、支付寶快捷支付等實用功能,更重要的是該運動手表支持IP67的防水功能,而799元的售價也在同類產品中擁有絕對的價格優勢。
未開箱,已看到一抹騷紅,于黑亮的背景之中,分外耀眼。
打開來看全家福。一塊手表,一根數據線,一個充電底座,還有一張使用指南。整體感覺,產品比較精致。另手表表盤略大,適合男士佩戴。
來兩張局部特寫。腕帶和表盤背面,AMAZFIT的LOGO無處不在。
整塊手表只有一個按鍵,看到上圖中那個圓圓的小按鍵了么? 這個按鍵的功能主要有二:一是開/關機,長按可以實現開機/關機功能。第一次體驗,長按了幾次都沒有反應,估計應該是電池耗盡了。該按鍵的另一個功能是待機喚醒,為了省電,手表平時都處于待機狀態,要使用觸屏操作的話,需要先按下該按鈕,喚醒手表后方可操作。
將手表充滿電后順利開機。
這是開機畫面,看起來有點暈,不過倒挺有科技感的。
冬日斜陽下的手表,慵懶中透出一絲活力,實際效果比這個圖要更好看。
試戴一下,表盤稍大,更適合男性佩戴。實際體驗來說,佩戴的舒適度一般,并未過多考慮人體工學原理。對比筆者目前佩戴的華為Watch,表盤背面的弧度更適合手腕的形狀。
這是官方宣傳的硬件配置。反射式低功耗彩色顯示屏、GPS、心率傳感器,WIFI/BLE,280mAH電池及IP67的防水標準。該有的基本都有了,另官方也提到了待機及耗電的問題,主要包括11.6天純手表模式、5天續航時間及35個小時GPS連續跑步模式,真是這樣的話,低功耗這一塊的優化應該是做得非常不錯的!實際使用中發現3到4天的時間還是沒有問題的,也就跑跑步,看個天氣預報什么的。
嗯,言歸正傳,接下來就是見證暴力的時刻!為什么需要暴力,一般來說防水級別的產品,都使用了防水膠來對產品進行防水處理。這種類型的產品,公認比較好的方法是合適熱風臺來處理,然后小心的操作可以順利拆解。不過這種方法也有限制,因為這種方法一般只適當貼合式的封裝方式,如果是嵌入式特別是那種凹槽結合防水膠來處理的話,則效果也不理想。從后面的拆解大家可以了解到,華米手表恰好使用的就是這種處理方式。
準備開拆前的手表,記得最好先關機。
先把表鏈給取下來。這個非常EASY。因為采用了快拆的表帶設計,加上憑咱多年拆收音機的熟練程度,所以輕松就搞下來了。
擺個POSE,留點念想!
準備最基本的工具。預備了幾個小東西來拆,只是不知道能不能派上用場,華米手表號稱IP67防水,推想里面一定使用了防水膠密封,因為不知道內部的結構,所以準備好了刀片,先環手表四周切割一次。接口封閉效果很好,手表背面的樹脂塑料硬度也很高,很是費了一番力氣,終于環四周切割了一次。這樣看來IP67防水不是吹,密封效果確實很好。
切割一圈后,試圖撬開表蓋,紋絲不動。先嘗試上風槍,溫度調到260度,吹了幾分鐘,準備再撬,還是沒反應。
只好暴力了。先要打開一個口子,從手表一側先暴力打開一個口子。
暴力的結果,看到里面的密封膠了,只是膠得太嚴實,從這個角度也可以看到,表盤絕對不是貼合到底座的,可以明顯看到陶瓷表盤與后蓋的嵌入式結合接口。慢慢沿邊緣繼續撬,撬開之后就可以結合拆機片來處理了。
拆開后的樣子。看到里面設計得非常緊湊,最上面看到許多FPC軟線路連接器,稍后再來庖丁解牛。
面目全非的后蓋,可以看到大量的防水膠,中間部位是心率傳感器的開孔。
到這里發現,表盤就是嵌入到后蓋內的,然后輔以防水膠。這種嵌入式的密封方式與很多貼合式的密封方式有極大的差別。對于貼合式的密封方式,只要使用熱風臺適當加熱后,就可以輕松取下密封圈而不用使用暴力方式來拆解。由此也可以推斷,AMAZFIT的可維修性,至少對個人用戶而言,是相當困難的。
用鑷子小心的取下FPC接口。特別小心與LCD連接的FPC接頭,千萬別搞斷了,這些小東西可是非常脆弱。
FPC與PCB的連接都是使用卡扣式連接,用小薄片沿接口四周輕輕向上撬,就可以取下來。現在表面的連接器基本都取下來了,核心電路板與表盤使用4顆螺絲釘固定在一起,得先取下來
拆螺絲釘,一共4顆,其中3顆都很容易看到,另一顆隱藏在電源FPC接口的下面,要先取下電源FPC連接器才可以看到。
取下螺絲釘后,小心的用撬棍撬開與表盤的連接,看起來就是這個樣子了。表盤與LCD顯示屏已可以分離。
分開了。
這是光線傳感器及LCD與主板的連接接口。使用膠水粘在PCB表面的屏蔽罩上,要先把它取下來,然后才能拆除屏蔽罩。
華米手表電池,固定在底板內部。
電池取出來,看到容量是280mAh,與宣稱一致。該電池遵循IEC62133-2012工業標準制造【即含堿性或其它非酸性電解質的二次電芯和電池(組);便攜式密封二次單體電芯,由電芯組成的電池(組)以及應用于便攜式設備的安全要求】,安全性能應該不錯,網上沒有找到該電池的產品資料。
心率傳感器,為了更好的與主板連接,傳感器除了直接焊接在PCB上,其它的都是使用的FPC柔性電路板。
主要的部件都來了。注意表盤上引出的接口一個是觸摸屏用;另一個是光線傳感器,收集光線強度用。
表盤下面的LCD,生產廠商應為日本JDI(Japan Display Inc),具體信息參見下表。
華米手表主板,上面使用的金屬屏蔽罩,要看里面的內容,還得繼續拆。
撬開,終于看到里面的主要功能部件了。這是位于存儲器上面的屏蔽罩,采用卡扣式設計,沿四周撬動就可以取下來。
中間碩大的,原來以為是CPU,一看不是,啥,海力士的內存,4Gbit大小,也就是512MB的RAM,同時還包含4GB的EMMC存儲器。實際上這東西另有玄機,AMAZFIT使用的CPU是君正M200S,這是一顆高度集成的CPU,遠不止是CPU這么簡單,下面是M200S的官方CPU框圖。
實際上,君正對M200S的介紹是這樣的:
M200S是一款低功耗、高性能、高集成度的處理器,主要應用于可穿戴設備上,例如智能手表及智能眼鏡。除此外它也可以滿足其它嵌入式產品的需求。
不要讓封裝的外觀欺騙了您!
查閱M200S的數據手冊,能看到其封裝描述,如下圖
該CPU由三層組成:第一層(最上層)是4GB的FLASH,其次是LPDDR2 SDRAM,最下層才是M200S的核心!這種形式的封裝有個術語叫POP(Package on Package)。漲姿勢了!
M200S CPU內包含 XBurst CPU雙核 (1.2GHz/300MHz),實現可穿戴式設備級的超低功耗 (0.07mW/MHz),加上可穿戴設備級的超小封裝 (7.7 x 8.9 x 0.76 mm),可謂完美!
除了M200S外,AMAZFIT手表內部還使用了一顆STM32 L476微控制器,是STM32 L4低功耗升列中的主流產品。
前面提到AMAZFIT的待機功能及運行時間都相當可觀。一者是M200S的低功耗,另外則是得益于STM32L476的低功耗特性。為什么還要加入STM32L476呢? 相信你也注意到了,AMAZFIT上集成了眾多的外設,如SDRAM、EMMC及眾多的傳感器,M200S需要多少引腳才能與之連接啊。所以需要另外一顆MCU來連接其它外設,輔助M200S采集數據。
ST意法半導體一直是超低功耗MCU的領導者以及性能助推者。得益于意法半導體微控制器系列的高度靈活性,ST構建了新型架構,達到了同類最佳的超低功耗特性。此外,STM32L4系列在性能方面是所有超低功系列競爭對手的佼佼者。基于內置FPU的ARM Cortex-M4內核以及意法半導體ART Accelerator加速技術,STM32L4系列在80 MHz的CPU頻率下性能可達到100 DMIPS。STM32L476的主要功耗指標如下:停機模式(Shutdown Mode)下只需消耗30nA電流;待機模式下最低只需消耗120nA電流。L476MCU還內置高安全性1 MB閃存以及128 KB SRAM、眾多智能外設以及先進的低功耗模擬電路,封裝小至3.8 x 4.4 mm。
STM32L4系列低功耗特性天梯圖,從中可以看到停機及待機模式下的納安級別的電流消耗,確實令人印象深刻!
前面介紹了AMAZFIT集成了豐富的傳感器資源,其中很多都是連接到STM32L476上,從上面MCU功能框圖上可以看到集成了眾多的片上外設如I2C、SPI、RTC等設備,這些設備通過DMA或專用的數據總線與外高通信。
良好的軟件及硬件兼容性,也是手表使用STM32L476的原因之一吧,我猜。
背面的BROADCOM BCM43438 WIFI/BLE芯片。芯片表面居然是鏡面的,應該是激光防偽措施。為了找出其具體的型號,找了半天的角度才拍下來型號。
這是BCM43438的邏輯功能框圖,該模塊支持2.4G無線網絡通信,包括IEEE802.11 B/G/N等。另外支持BLE 4.1標準。
還有幾個芯片,見上面兩張圖,這些芯片或模塊表面上只有簡單的字符或數字標識,具體功能不詳。
總算是拆解完了!其中的苦樂只有自己知道。
總體感覺,AMAZFIT的集成度非常之高。在這么小的體積里集成了這么多的設備及傳感器,設計水平值得稱道!AMAZFIT上的元器件的選用比較講究,令我印象尤深的有三:M200S及封裝;STM32L476的低功耗特性;BROADCOM的WIFI/BLE二合一。另外最后一張圖可以看到,PCB的設計是非常精致!
最后,真正的悲劇,當把所有的元器件組裝回去之后,仍然能開機,只是BLE連接不上了!
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