華為Watch GT 3拆解：STM32U5系列芯片加持，將低功耗進(jìn)行到底

據(jù)華為2021年財(cái)報(bào)發(fā)布會(huì)上公布的數(shù)據(jù)顯示，華為的可穿戴手環(huán)/手表用戶已經(jīng)過億，由此可見，可穿戴市場(chǎng)的空間非常大，而且還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒到飽和的地步。目前，從可穿戴設(shè)備市場(chǎng)的細(xì)分領(lǐng)域來看，有不同的硬件方案：以蘋果、三星為首的高端社交智能手表，這些手表可以獨(dú)立打電話，安裝應(yīng)用程序；以小天才、榮耀、小米等為首的兒童電話手表，這類手表主打兒童安全定位監(jiān)控等；再者就如本期拆解的主打運(yùn)動(dòng)的華為WATCH GT 3智能手表。

如今的智能可穿戴設(shè)備功能非常豐富，甚至還有很多意想不到的功能。華為這款手表與眾不同之處在于專門有一個(gè)運(yùn)動(dòng)的功能鍵，包含了總共18種不同的運(yùn)動(dòng)模式選項(xiàng)，可以說是特意為喜歡運(yùn)動(dòng)健身的小伙伴量身訂制的。

除了豐富的運(yùn)動(dòng)模式，華為WATCH GT 3手表也包含其它功能，比如體溫測(cè)量、心率測(cè)量、血氧飽和度測(cè)量，甚至還有音樂播放，智慧語音等功能。豐富的功能同樣意味著大規(guī)模的電路設(shè)計(jì)，意味著功耗的增加，但是，華為WATCH GT3偏偏在小小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)如此豐富的功能，又在實(shí)際使用場(chǎng)景中可以支撐2周左右的長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間，到底是什么樣的硬件方案支撐它可以表現(xiàn)的如此優(yōu)秀？本次爆款拆評(píng)帶大家來一探究竟。

拆解

華為WATCH GT 3表帶跟表盤設(shè)有劃鎖，撥動(dòng)滑鎖就可以取下表帶，手表底殼通過螺絲和表盤連接，擰下螺絲后發(fā)現(xiàn)手表屏幕通過FPC排線連接到手表主板上，有金屬墊片固定，這是防止在碰撞或者跌落情況下FPC接口有脫落的風(fēng)險(xiǎn)，越精雕細(xì)琢的電子產(chǎn)品上越常見，像普通入門級(jí)的電子產(chǎn)品可能直接用熔膠固定，甚至有的直接不做任何措施。全部拆解完成后的全家福如下圖所示，具體來看下內(nèi)部的結(jié)構(gòu)以及硬件方案。

華為WATCH GT3大致可以分4個(gè)部分，表殼，后蓋（帶有電池），兩塊主板（I型主板以及L型主板），尤其是兩塊主板，精致小巧，上面的元器件密密麻麻。

表殼

表殼搭載帶有觸摸功能的1.43英寸的AMOLED屏幕，屏幕驅(qū)動(dòng)電路和觸摸屏電路分開設(shè)計(jì)，分別采用BTB連接；，屏幕帶有環(huán)境光傳感器，可以根據(jù)外界的環(huán)境光調(diào)節(jié)屏幕的亮度；表冠底部設(shè)有霍爾傳感器，可以用于感知表冠旋轉(zhuǎn)，實(shí)際體現(xiàn)在手表功能上就是旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)功能。

后蓋

手表的可充電鋰電池焊接在后蓋的FPC軟板上，鋰電池的容量為455mAh，正常使用可以支持這個(gè)手表2周左右的續(xù)航。后蓋電路搭載眾多的傳感器，如海拔氣壓傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前所處位置的氣壓MEMS麥克風(fēng)，為語音通話提供拾音功能；線性馬達(dá)，提供無級(jí)的震動(dòng)功能；一個(gè)設(shè)有8顆環(huán)形布局的光電傳感器以及兩組發(fā)光源的傳感器模組，可以檢測(cè)人體心跳、血氧飽和濃度等，配合手表底部的菲涅爾透鏡，可以擴(kuò)散發(fā)光面積獲得更佳的靈敏度。

看完華為WATCH GT3的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，再來看下核心的兩塊主板（I型主板和L型主板），兩個(gè)主板通過FPC排線以及BTB連接器堆疊在一起。

I型主板

I型主板上有兩個(gè)BTB接口，一個(gè)連接主板；另一個(gè)連接底殼上的BTB接口，主要用于傳感器的數(shù)據(jù)，以及供電傳輸。

I型主板搭載瑞薩的P9415單芯片無線電源接收器，適用于30W應(yīng)用。作為無線接收芯片，P9415 從無線發(fā)射器接收交流電源信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為整流輸出電壓，然后可用于為移動(dòng)設(shè)備供電或?yàn)橐苿?dòng)應(yīng)用中的充電器輸入供電。‎

P9415采用32 位 ARM Cortex-M0 處理器，除了提供高水平的可編程性，處理器還可以控制 GPIO 用于指示操作或者故障模式。除此之外，P9415具有很多實(shí)用的功能，比如‎具有多時(shí)間可編程（MTP）非易失性存儲(chǔ)器，可輕松更新控制固件和器件功能；有過熱和強(qiáng)大的過壓保護(hù)功能；集成高性能的LDO ，具有高功率應(yīng)用所需的超精確電流檢測(cè)能力。

瑞薩這顆無線充電接收器的旁邊則是Dialog電源管理芯片DA9168 ，電源管理部分的電路也是這塊I型主板上的主要功能。

L型主板

L型主板上布局的元器件更多，兩個(gè)BTB接口對(duì)應(yīng)的是表殼上的AMOLED屏幕和觸摸屏接口。

核心微控制器芯片采用意法半導(dǎo)體最新推出的STM32U5系列微控制器，這是首顆基于40nm工藝的低功耗STM32產(chǎn)品系列，屬于超低功耗的微控制器?；?a class="article-link" target="_blank" href="/manufacturer/1001074/">Arm 最新推出的Cortex-M33的高級(jí)節(jié)能處理器，可滿足智能應(yīng)用中嚴(yán)格的電源/性能要求，所以非常適用于可穿戴設(shè)備、個(gè)人醫(yī)療設(shè)備、家居自動(dòng)化和工業(yè)傳感器等應(yīng)用。

同時(shí)，STM32U5系列微控制器在保證低功耗的同時(shí)對(duì)性能也做了提升，集成最高達(dá)2MB的閃存（雙組）存儲(chǔ)器和786KB的SRAM；另外在安全性上也不妥協(xié)，比如：

• AES加密和公鑰加速器 (PKA) 現(xiàn)已具有側(cè)通道硬件耐受功能
• 通過硬件獨(dú)特密鑰 (CHUK) 實(shí)現(xiàn)安全數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
• 主動(dòng)篡改檢測(cè)
• 符合物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)安全評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)

此外還有不少意法半導(dǎo)體獨(dú)特的技術(shù)，比如搭載新型ST ART圖形加速器，可以實(shí)現(xiàn)豐富的圖形界面，并且可以高效處理重復(fù)的圖形操作，這樣就釋放主CPU去執(zhí)行實(shí)時(shí)處理甚至更高級(jí)的圖形操作，提升用戶體驗(yàn)。所以ST這個(gè)系列的芯片非常適合這種既要有低功耗需求，又要有圖形界面需求的智能手表應(yīng)用，舉一反三，也可以實(shí)現(xiàn)像先進(jìn)的消費(fèi)類、醫(yī)療和工業(yè)低功耗應(yīng)用和設(shè)備。

在L型主板背面，元器件更多：

• 意法半導(dǎo)體NFC控制器，可以實(shí)現(xiàn)電子錢包等功能；
• 意法半導(dǎo)體三軸加速度傳感器&陀螺儀 LSM6DSOWTR ，用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能；
• 恒玄BES2500L 藍(lán)牙5.2雙模SoC；
• 華為海思Hi3861 2.4GHz WiFi SoC芯片，集成802.11b/g/n基帶和RF電路；
• MTK全球定位導(dǎo)航芯片AG3335M，  支持支持GPS、北斗、GLONASS、Galileo、QZSS五大衛(wèi)星系統(tǒng)；

好，到這里基本看完了華為WATCH GT3的硬件方案，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了幾個(gè)讓人疑惑的地方，比如WATCH GT 3并沒有WiFi的連接功能，只能連接藍(lán)牙，而海思Hi3861這顆芯片主要的用途在哪里？是不是為今后的應(yīng)用場(chǎng)景提前布局呢？又比如說恒玄的藍(lán)牙SoC、海思自家的SoC以及ST的微控制器，這3顆芯片都具備基本的處理、控制能力，可能在某方面上實(shí)現(xiàn)了一定的互補(bǔ)，但是從實(shí)際硬件方案來看，畢竟不是專門訂制的ASIC芯片，在處理和控制上肯定會(huì)存在一些功能冗余。

無線充電器

最后再來看一下手表自帶的無線充電器。充電器底座背面是無線充電的發(fā)射線圈，直接涂上膠固定在外殼上，相比手表而言，這個(gè)無線充電器做工設(shè)計(jì)就比較粗糙，猜測(cè)是外包公司設(shè)計(jì)的。清理掉一些膠后，大致能看到這個(gè)無線充電的硬件方案，一顆看不出型號(hào)的諧振電容，4顆MOS管組成無線充電全橋，無線主控芯片則是QP5503GQ，這顆無線充電主控芯片在國(guó)內(nèi)不少?gòu)S商的智能無線充電板中也經(jīng)?？吹?。

所以，整個(gè)華為WATCH GT 3中主要的芯片可以參考如下BOM表。

小結(jié)

我們知道智能穿戴設(shè)備的意義在于實(shí)時(shí)追蹤個(gè)人的健康，像這類運(yùn)動(dòng)型的智能穿戴在追蹤健康的基礎(chǔ)上更多的是幫助你科學(xué)有效的運(yùn)動(dòng)，所以華為WATCH GT 3更像是在智能手環(huán)上的一次升級(jí)，跟蘋果APPLE WATCH這類智能手表有本質(zhì)差異。但是，智能穿戴有一個(gè)非常重要的痛點(diǎn)就是續(xù)航，而華為很好的解決了這個(gè)痛點(diǎn)。

不過，由于這個(gè)手表的系統(tǒng)是基于鴻蒙OS系統(tǒng)，目前我們無法自定義去安裝其它應(yīng)用，只能體驗(yàn)自帶的一些功能，可能這也是智能穿戴設(shè)備邁向真正智能手表過程中還需要克服的一些困難，未來理想的智能手表，我覺得應(yīng)該是能脫離手機(jī)獨(dú)立工作。那么你是如何看待華為WATCH GT3這個(gè)可穿戴設(shè)備的呢？想了解更多更詳細(xì)的內(nèi)容，歡迎點(diǎn)擊觀看由貿(mào)澤電子獨(dú)家贊助的爆款拆評(píng)視頻。