拆解“MCU派”的TomTom GPS智能运动手表

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随着穿戴式设备及其应用功能逐渐融入我们的日常生活中，相关应用产品内部的功能与设计趋势正吸引业界开发人员的关注。在上周举行的台北国际计算机展(Computex 2015)中，ARM与iFixit携手现场拆解一款时下流行的TomTom GPS Watch，深入观察打造目前的运动腕表设计趋势及其内部奥妙。

TomTom GPS Watch是一款可像腕表一样配戴的GPS运动手表，厚度约11.5mm的超薄设计使其适于跑步等各种运动时配戴，并可选配心率带，用于追踪与记录用户的心跳。它还可防水达165英呎(50米深；5ATM防水等级)，在游泳时也可照常配戴。

TomTom GPS Watch

此外，它还内建3轴MEMS加速计、3轴指南针，以及振动与警示声，使其得以在室内、户外或体能训练时使用，并为用户实时提供各种数据，包括距离、步数、卡路里消耗与体能训练等数据等，可说是一款定位于提供多种活动功能的穿戴设备。

TomTom GPS Watch并支持Bluetooth Smart，让用户能为这款运动腕表的数据与其他设备进行同步。目前这款TomTom GPS Watch (running & MultiSport)的售价约99英磅，折合台币的售价还超过4,500元。

ARM活动暨合作伙伴营销经理Phill Smith在Computex现场进行这项拆解。

ARM活动暨合作伙伴营销经理Phill Smith现场拆解TomTom运动腕表

ARM 与iFixit在近来举行的活动中已经多次拆解TomTom Runner系列产品了，因此整个拆解过程十分顺利，但由于这款运动手表内部的电池与主板等组件的焊接与黏合十分紧密，真正要动手拆解可不轻松。以下是这 款TomTom GPS Watch的拆解过程实录。

本文下一页：开启GPS十小时，待机3个月——电池给力

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电池与振动马达

拆解一开始先起出螺丝，打开机壳背盖后，即可看到以胶合剂紧紧黏住的电池以及固定在背盖上的振动马达，Phill Smith可是费了一番功夫才总算取出来。在此值得注意的是可电池触点与连接器的走线方式。

TomTom GPS Watch采用3.7V、190mAH锂电池，GPS开启中最高可达10小时的使用时间，待机模式最高可达3个月。此外，它还配备客制充电的USB埠。

电池与振动马达牢牢地固定在背盖上

本文下一页：实现GPS/GLONASS双卫星定位的模块

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GPS模块

接着分离表带与主板部份后，先拆解嵌入于表带内部的专用GPS模块。

撕开作为电子设备屏蔽与接地用的铜箔胶带，使GPS模块与主板分离。Phill Smith解释，由于GPS组件十分灵敏，很容易受到噪音或其他电子组件的干扰，因此这一类设备多半采用与主板分离的设计。

TomTom运动腕表采用GPS模块与主板分离的设计

TomTom GPS Watch除了可提供蓝牙(Bluetooth 4.0)连接功能以外，在RF部份，该设备采用了CSR SiRF starV 5e GNSS接收器，以及具备Quick GPSfix快速定位的英飞凌(Infineon) BGA725L6 GPS/GLONASS LNA，可用于实现双卫星定位。

本文下一页：1.3吋大型单色屏幕

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显示器

显示器部份采用约1.3吋大型单色屏幕，提供168x144的分辨率，能够显示时间与活动信息。触控显示器右侧，即可开启或关闭背光灯。位于显示器正下方的是4向键盘，可让用户可选择不同的功能或回到基本的时钟功能。

1.3吋单色屏幕可显示时间与活动信息

本文下一页：主板上的各种控制器和传感器

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主板揭密

主板部份采用上下两块电路板(PCB)的设计，二者之间以ZIF连接器连接，打开ZIF连接器，即可分离两块PCB。此外，在二块PCB之间还使用了许多黏胶紧密连接，因此在拆解时必须先小心地移除胶带以及用于保护信号的EMI信号屏蔽。在夹层板中还可看到蓝牙与Wi-Fi天线。

之前我们曾讨论过智能手表究竟该用应用处理器（AP）还是微控制器（MCU），主要是在功耗和性能上要做出平衡。

在完全拆解并深入这款GPS Watch的主板后，即可看到内部的主芯片、晶体频率、IFA天线、德州仪器(TI) CC2541 2.4GHz蓝牙低功耗SoC，以及基于ARM Cortex-M4的Atmel 32位微控制器(MCU)——ATSAM4S8C。 Atmel | SMART SAM4S系列MCU采用ARM Cortex-M4核心，为这款穿戴设备提供了更高的性能与能效、高达2MB Flash与16KB SRAM的储存密度，以及一系列外围设备组合，以实现连接、系统控制与模拟接口功能。

此外，其他组件还包括TI TPS61222 DC-DC转换器、TPS62243 300mA降压调节器与MSP430F5510 16位混合信号MCU，美光(Micron) N25Q032A13ESC40F 4MB序列内存、Atmel Atiny20 8位MCU、Freescale双芯片封装的MMA8452Q 3轴MEMS加速度计，以及意法半导体(STMicroelectronics)电池充电器(STNS01)与LSM303DLHC MEMS 3轴加速度计和3轴指南针。

TomTom GPS Watch采用基于ARM Cortex-M4的Atmel SAM4 MCU

TomTom GPS Watch完全拆解！

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