Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X

ghost666 18 Lut 2018 03:17 2088 0
  • Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X
    W sieci pojawiło się już bardzo dużo materiałów dotyczących wnętrza nowego iPhone X. Flagowego smartfona Appla rozbierano i analizowano już pod wieloma względami. Wiele analiz skupiło się na układach scalonych, jakie zawarte są w środku, ale nie jest to najciekawszy element, jaki kryje się we wnętrzu tego urządzenia.

    Apple projektując swój nowy telefon, największe postępy zrobiło w zakresie elementów MEMS, nowatorskich obudów, systemów optycznych i samej technologii płytek drukowanych, jak wymienia Romain Fraux (na zdjęciu) z System Plus Consulting, które wraz z Yole Development przeprowadziło daleko idący reverse engineering iPhone X.

    W poniższym artykule opracowanym przez EE Times na podstawie analizy Yole i System Plus, wymieniony jest szereg najciekawszych nowatorskich rozwiązań technologicznych, jakie wykorzystano w tym smartfonie.

    Zdaniem Jeana-Christopha Eloy, CEO Yole, "system optyczny, jaki znajduje się w iPhone X jest najciekawszym elementem, jakie Apple wprowadziło do urządzeń mobilnych". Uważa on, iż trójwymiarowe systemy optyczne i możliwości, jakie one dają - np. rozpoznawanie twarzy na dużo lepszym poziomie, niż oferują telefony z Androidem - jest najbardziej rewolucyjną technologią spośród wszystkich, jakie pojawiły się w nowym smartfonie.

    Systemy optyczne to jednakże nie jedyna nowinka warta opisania. Poniżej znajduje się opis szeregu firm, których nowoczesne rozwiązania Apple zdecydowało się zaimplementować w smartfonie iPhone X.

    Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X
    Płytka drukowana opracowana przez Austriacką firmę AT&S

    Europejski producent płytek drukowanych był - jak uważają analitycy - jednym z istotniejszych partnerów Apple w produkcji nowego iPhone - głównie z uwagi na jego daleko idącą integrację. Wszyscy, którzy dotychczasowo analizowali wewnętrzną budowę iPhone X - TechInsight czy iFixit - byli zaszokowani konstrukcją 'kanapkowych' PCB urządzenia. Jak zwraca uwagę Fraux - AT&S jest obecnie jedynym producentem płytek drukowanych, który może produkować PCB z tak dużą gęstością złączy.

    Jak szacują analitycy, dzięki 'kanapkowej' konstrukcji - złożeniu dwóch płytek drukowanych jedna nad drugą - Apple udało się zaoszczędzić około 15% powierzchni PCB w nowym smartfonie. Zaoszczędzone miejsce w obudowie wykorzystano na instalację większej baterii.





    Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X


    Analitycy wskazują na wykorzystanie tzw. zmodyfikowanego semi-addytywnego procesu (mSAP) w produkcji wysokiej gęstości połączeń na płytce drukowanej do smartfonu Apple. Pozwoliło to na produkcję PCB nie tylko szybciej, ale i taniej.

    Jak wskazuje Eloy, sukces technologii mSAP przełożył się na do sukces finansowy austriackiej firmy. W zeszłym tygodniu AT&S podała, że jej przychody wzrosły o 24,5% do poziomu 765,9 miliona euro w pierwszych trzech kwartałach 2017 roku w porównaniu do analogicznego okresu poprzedniego roku.

    Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X


    Technologia mSAP "używana jest do produkcji laminatów i substratów dla elementów; przygotowany arkusz dielektryka pokrywany jest cienką miedzianą folią, na której następnie nanoszone są dalsze ścieżki metodami galwanicznymi" - tłumaczy Fraux. Zaletą wykorzystania mSAP są dużo cieńsze warstwy miedzi na laminacie i brak konieczności nakładania rezystu na laminat. Technika ta pozwala na fotolitograficzne definiowanie kształtu ścieżek na PCB, co przekłada się na zwiększenie ich precyzji, lepszą kontrolę impedancji i w konsekwencji - mniejsze straty sygnałów.

    Dedykowane dla Apple IMU od Boscha

    Decyzja Apple o dodaniu modemu LTE do nowego smartwatcha spowodowała poważny problem przy jego konstruowaniu - konieczność ograniczenia jego grubości. W tym miejscu na pomoc Apple ruszył Bosch Sensortec z Reutlingien w Niemczech. Firma zaprojektowała dedykowany moduł inercyjny (IMU) dla Apple Watcha, który charakteryzuje się mniejszą grubością na poziomie od 0,6 mm do 0,9 mm. "To najcieńsze na rynku sześcioosiowe IMU" - podsumowuje Fraux.

    Tak duże zaangażowanie Boscha w rozwój produktów Apple sprawiło, że jego moduły IMU zastąpiły w iPhone 8 oraz iPhone X dotychczasowo stosowane w produktach Apple elementy od InvenSense. Bosch Sensortec wyparł także STMicroelekctronics z trzeciej wersji Apple Watch, dzięki swojemu dedykowanemu IMU.

    Te trzy produkty są w stanie zagwarantować Boschowi sprzedaż na poziomie setek milionów elementów rocznie, jak ocenia Fraux. Dzięki temu firma ta może objąć bezdyskusyjnie pozycję lidera w sektorze modułów inercyjnych MEMS do aplikacji konsumenckich, jak wskazuje Fraux.

    W raporcie opublikowanym przez System Plus Consulting czytamy: "Bosch Sensortec wprowadziło znaczne zmiany, szczególnie do swoich akcelerometrów, gdzie stara struktura z pojedynczą masą została zastąpiona nową, co daje lepsze własności sensoryczne. Proces produkcji, od wielu lat niezmieniany przez Boscha, także został odświeżony tak dla akcelerometrów, jak i dla żyroskopów. Nowy układ ASIC zaprojektowany został do zbierania danych z nowych elementów MEMS, co prawdopodobnie zaowocuje także redukcją pobieranego prądu, jak i dodaniem kolejnych funkcji".

    Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X
    Zaawansowany SiP dla modułu LTE od Broadcoma

    Od pewnego czasu wszystkie oczy w przemyśle zwrócone były na walkę pomiędzy Intelem i Qualcommem o to, czyj modem wybierze Apple do najnowszych iPhone'ów. Producent smartfonów - intencjonalnie lub zupełnym przypadkiem, na skutek innych decyzji, nie wybrał do iPhone X żadnego konkretnego providera. Zależnie od regionu, dla jakiego konstruowany jest telefon, znajdzie się w nim mieszanka części Intela lub Qualcomma.

    Mniej interesującą kwestią było to, komu przypadnie projekt samego front-endu RF w postaci modułu System-in-Package (SiP). Czemu ten element toru radiowego ma w ogóle takie znaczenie?

    Jak wskazują wszyscy analitycy sektora, nadchodząca technologia komunikacji 5G ma "zmienić porządek na rynku". System Plus Consulting, w osobnym raporcie, tłumaczy, że w zakresie tych technologii "nowoczesne obudowy modułów mogą być miejscem, które zapewni optymalizację integracji torów RF oraz kosztów wytwarzania podzespołów... wszyscy najważniejsi producenci pracują obecnie nad tym, aby wyprodukować odpowiednie front-endy radiowe wysokiej gęstości upakowania".

    Fraux podkreśla, że w iPhone X zastosowano nowy SiP RF od Broadcoma i Avago. Broadcom opracował niesamowicie gęsto upakowany system. W jednej obudowie zintegrowano osiemnaście filtrów i niemalże 30 układów scalonych. Zostały one zoptymalizowane pod kątem japońskiego wysokiego pasma (pasmo 42, 3,6 GHz).

    Moduł Broadcoma jest w zasadzie kompletnym telefonem bez karty SIM. Jak wskazuje Fraux w iPhone X A1865 i A1902 w torze radiowym znalazły się moduły front-endu (FEM) od Broadcoma i Skyworks. Z kolei w iPhone X A1901 znajdują się FEM od Broadcoma, Skyworks oraz Epcos.

    Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X
    Przełomowe systemy optyczne

    Po tym, jak już udało się wszystko powiedzieć i zrobić, podsumować można, że system optyczny zintegrowany w Apple iPhone X jest naprawdę ogromnym postępem w tym zakresie. Stworzona przez Apple dla tego smartfona kamera TrueDepth składa się z pięciu niezależnych, ale współpracujących ze sobą submodułów, jak informuje Eloy.

    Submoduły te to:

    * Kamera pracująca w bliskiej podczerwieni, dostarczana przez ST,
    * Detektor zbliżania się, oparty o pomiar czasu przelotu, z oświetlaczem w podczerwieni także od ST,
    * Kamera RGB będąca wspólnym produktem Sony, które dostarczyło sensor i LG Innotek, które skonstruowało pozostałą część modułu,
    * Iluminacja w postaci macierzy kropek od AMS (firma z Unterpremstätten w Austrii),
    * Sensor koloru i natężenia światła otoczenia, także od AMS.

    Kluczowym aspektem systemu jest jego integracja. W iPhone X kamera IR, kamera RGB i specjalny iluminator są tak ze sobą zestrojone optycznie, że mogą bez problemu współpracować razem.

    Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X


    "Aby zidentyfikować twarz użytkownika, w nowym iPhone X zainstalowano frontową kamerę 3D. Do jej działania Apple wykorzystuje czujnik odległości oparty o pomiar czasu przelotu oraz kamerę IR wykorzystującą strukturyzowane oświetlenie" - tłumaczy Pierre Cambou z działu sensorów obrazu w Yole Development. Działanie systemu znacznie różni się od typowej kamery z sensorem CMOS. W pierwszej kolejności iPhone wykonuje zdjęcie twarzy w podczerwieni, oświetlając ją jednolitym światłem z oświetlacza IR - służy to identyfikacji twarzy, co ma umożliwić odblokowanie telefonu. Wykonanie tego zdjęcia uruchamia algorytm rozpoznawania twarzy.

    Funkcja rozpoznawania twarzy nie jest oczywiście cały czas włączona. Kamera pracująca w podczerwieni oraz sensor odległości mają głównie za zadanie po prostu wykryć obecność twarzy. Gdy iPhone wykryje, że widzi takową, to uruchamiany jest zasadniczy moduł służący do wykonania trójwymiarowego skanu twarzy - iluminator wyświetlający na twarzy macierz punktów w podczerwieni, które następnie fotografowane są z pomocą kamery IR. Zebrany obraz przekazywany jest do procesora aplikacyjnego, który posiada wbudowaną sieć neuronową, której zadaniem jest rozpoznanie twarzy użytkownika.

    Jak zauważa Fraux - w sensorach odległości i oświetlaczu w podczerwieni ST wykorzystuje swoje lasery VCSEL (laser z pionową wnęką rezonansową, emitujący powierzchnią). To bardzo nowoczesne rozwiązanie.

    Integracja pięciu submodułów w jeden moduł w nowym iPhone wyraźnie wskazuje, że trend miniaturyzacji i postępującej integracji elementów ze sobą, jest w nieunikniony w coraz bardziej bogato wyposażonych smartfonach, szczególnie urządzeniach z najwyższej półki, jak iPhone X, jak zauważa Fraux.

    Cisi zwycięzcy stojący za sukcesem Apple iPhone X
    Tajemnica jednego mikrofonu mniej

    Tak w iPhone 7, jak i iPhone 9, Apple wykorzystuje cztery mikrofony na telefon. Trzy z nich skierowane są do przodu - jeden na górze i dwa na dole - a jeden z nich skierowany jest do tyłu. Jak tłumaczy Fraux, górny skierowany do przodu mikrofon pozwala na redukcję szumu w układzie. Skierowany do tyłu mikrofon z kolei, pozwala lepiej nagrywać otoczenie. Dwa dolne mikrofony służą do zbierania mowy.

    Jednakże w iPhone X jest o jeden mikrofon mniej. Jak wskazuje System Plus Consulting - w iPhone X na dole znajduje się jedynie jeden mikrofon - dlaczego? Nie wiadomo.

    Mikrofony wykorzystane w tym telefonie produkowane są przez chińską firmę Goertek oraz amerykańskiego Knowlesa.

    Źródło: https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1332943


    Fajne! Ranking DIY