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暴力之外——華米AMAZFIT運(yùn)動(dòng)手表拆解

華米手表 STM32 L476 AMAZFIT Broadcom MIPS北京君正

2016-12-21
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作者：netlhx
來(lái)源：21ic

[導(dǎo)讀]
AMAZFIT的待機(jī)功能及運(yùn)行時(shí)間都相當(dāng)可觀。一者是M200S的低功耗，另外則是得益于意法半導(dǎo)體STM32L476的低功耗特性。AMAZFIT上集成了眾多的外設(shè)，如SDRAM、EMMC及眾多的傳感器，所以需要另外一顆MCU來(lái)連接其它外設(shè)，輔助M200S采集數(shù)據(jù)。STM32L4系列在性能方面是所有超低功系列競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的佼佼者，因此AMAZFIT選擇其作為協(xié)處理器也是情理之中。

中間碩大的，原來(lái)以為是CPU，一看不是，啥，海力士的內(nèi)存，4Gbit大小，也就是512MB的RAM，同時(shí)還包含4GB的EMMC存儲(chǔ)器。實(shí)際上這東西另有玄機(jī)，AMAZFIT使用的CPU是君正M200S，這是一顆高度集成的CPU，遠(yuǎn)不止是CPU這么簡(jiǎn)單，下面是M200S的官方CPU框圖。

實(shí)際上，君正對(duì)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(yīng)用于可穿戴設(shè)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(chǎn)品的需求。

不要讓封裝的外觀欺騙了您!

查閱M200S的數(shù)據(jù)手冊(cè)，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(gè)術(shù)語(yǔ)叫POP(Package on Package)。漲姿勢(shì)了!

M200S CPU內(nèi)包含 XBurst CPU雙核 (1.2GHz/300MHz)，實(shí)現(xiàn)可穿戴式設(shè)備級(jí)的超低功耗 (0.07mW/MHz)，加上可穿戴設(shè)備級(jí)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(nèi)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(chǎn)品。

前面提到AMAZFIT的待機(jī)功能及運(yùn)行時(shí)間都相當(dāng)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(shè)，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(lái)連接其它外設(shè)，輔助M200S采集數(shù)據(jù)。

ST意法半導(dǎo)體一直是超低功耗MCU的領(lǐng)導(dǎo)者以及性能助推者。得益于意法半導(dǎo)體微控制器系列的高度靈活性，ST構(gòu)建了新型架構(gòu)，達(dá)到了同類(lèi)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的佼佼者�；趦�(nèi)置FPU的ARM Cortex-M4內(nèi)核以及意法半導(dǎo)體ART Accelerator加速技術(shù)，STM32L4系列在80 MHz的CPU頻率下性能可達(dá)到100 DMIPS。STM32L476的主要功耗指標(biāo)如下：停機(jī)模式(Shutdown Mode)下只需消耗30nA電流;待機(jī)模式下最低只需消耗120nA電流。L476MCU還內(nèi)置高安全性1 MB閃存以及128 KB SRAM、眾多智能外設(shè)以及先進(jìn)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(jī)及待機(jī)模式下的納安級(jí)別的電流消耗，確實(shí)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(shè)如I2C、SPI、RTC等設(shè)備，這些設(shè)備通過(guò)DMA或?qū)Ｓ玫臄?shù)據(jù)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(yīng)該是激光防偽措施。為了找出其具體的型號(hào)，找了半天的角度才拍下來(lái)型號(hào)。

這是BCM43438的邏輯功能框圖，該模塊支持2.4G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信，包括IEEE802.11 B/G/N等。另外支持BLE 4.1標(biāo)準(zhǔn)。

還有幾個(gè)芯片，見(jiàn)上面兩張圖，這些芯片或模塊表面上只有簡(jiǎn)單的字符或數(shù)字標(biāo)識(shí)，具體功能不詳。

總算是拆解完了！其中的苦樂(lè)只有自己知道。

總體感覺(jué)，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(shè)備及傳感器，設(shè)計(jì)水平值得稱(chēng)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(shè)計(jì)是非常精致!

最后，真正的悲劇，當(dāng)把所有的元器件組裝回去之后，仍然能開(kāi)機(jī)，只是BLE連接不上了!

本文討論帖地址：華米AMAZFIT運(yùn)動(dòng)手表體驗(yàn)之二：拆解

附參考資料：

華米主頁(yè)：http://www.huami.com/

君正M200: http://www.ingenic.cn/?product/id/2.html

STM32L476

- STM32單片機(jī)中文官網(wǎng)

- STM32單片機(jī)官方開(kāi)發(fā)工具

- STM32單片機(jī)參考設(shè)計(jì)

本文系21ic原創(chuàng)，未經(jīng)許可禁止轉(zhuǎn)載

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