کالبدشکافی - آیسی مدار
رفتن به محتوا

کالبدشکافی و بررسی تراشه‌های هوم‌پاد ۲ اپل

هدفون و صوتی
۰ نظر
۴۴ نفر
کد ۳۲۸۸

نسل دوم هوم‌پاد اپل بالاخره از راه رسید و با همون ظاهر جذاب همیشگی، قول صدای بهتر و امکانات هوشمندتر رو می‌ده. اما برای ما تعمیرکارها و علاقه‌مندان به سخت‌افزار، ظاهر قضیه اصلا کافی نیست! جذابیت اصلی این اسپیکر هوشمند، دقیقا روی بردهای سبز رنگ و زیر شیلدهای فلزی اون پنهان شده.

تو این بررسی اختصاصی از تیم آیسی‌مدار، قصد داریم یه راست بریم سراغ قلب تپنده هوم‌پاد 2 و ببینیم اپل از چه تراشه‌ها و آیسی‌هایی برای پردازش صدا، ارتباطات و مدیریت انرژی استفاده کرده. بررسی این قطعات بهت کمک می‌کنه تا معماری مهندسی و وسواس اپل تو انتخاب قطعات رو بهتر درک کنی.

فقط یادت باشه که باز کردن این دستگاه به خاطر چسب‌کاری‌های محکم و فلت‌های حساس، کار راحتی نیست و اگر مراقب نباشی، خیلی راحت ممکنه به کابل‌های ارتباطی آسیب بزنی. پس بدون معطلی، بریم ببینیم روی بردهای این اسپیکر چه خبره!

مرحله ۱

برد اصلی - سمت اول

پردازنده 64 بیتی دو هسته‌ای Apple APL1W86 / 339S01037 S7 که دقیقا زیر یک تراشه حافظه SK hynix مدل H9HA28A12MNLTR-4KJ قرار گرفته. این تراشه حافظه به احتمال خیلی زیاد شامل 1.5 گیگابایت رم LPDDR4 و 32 گیگابایت حافظه فلش NAND برای سیستم‌عامل دستگاه هست.

آیسی مدیریت تغذیه (PMIC) اختصاصی اپل با شماره فنی 338S00325 که وظیفه مهم تنظیم و پخش دقیق ولتاژ بین قطعات اصلی رو بر عهده داره.

این تراشه احتمالا یک حافظه سریال EEPROM ساخت شرکت STMicroelectronics هست که برای ذخیره اطلاعات پایه‌ای و کالیبراسیون دستگاه استفاده می‌شه.

مبدل کاهنده همزمان DC-DC یک آمپری ساخت شرکت Texas Instruments که ولتاژ رو برای بخش‌های حساس مدار پایین میاره.

مبدل باک (کاهنده) همزمان 6 آمپری که اون هم از تولیدات مطمئن Texas Instruments به حساب میاد.

رگولاتور LDO با خروجی 250 میلی‌آمپر و 3.3 ولت ساخت شرکت onsemi که برای تامین ولتاژهای دقیق و کاملا بدون نویز مدار طراحی شده.

تراشه انتقال‌دهنده و مترجم سطح ولتاژ از شرکت Nexperia که برای هماهنگی ارتباط بین قطعاتی که با ولتاژهای کاری متفاوتی کار می‌کنن، استفاده می‌شه.

مرحله ۲

مرحله

فرستنده و گیرنده مترجم 2 بیتی ساخت شرکت Texas Instruments که توی ارتباطات منطقی لاجیک‌برد نقش کلیدی داره.

تراشه بافر گذرگاه دوگانه یا همون درایور خط (Line Driver) از تولیدات باکیفیت شرکت Nexperia.

گیت منطقی AND تک و 2 ورودی که توسط Nexperia ساخته شده و برای عملیات‌های پایه و کنترلی روی این بخش از برد قرار گرفته.

مرحله ۳

برد اصلی (سمت اول) - بخش ارتباطات

ماژول وای‌فای و بلوتوث مدل 339M00243 ساخت شرکت USI که وظیفه مدیریت ارتباطات بی‌سیم اصلی هوم‌پاد با شبکه خانگی رو داره.

ماژول UWB (باند فوق وسیع) از شرکت USI که قابلیت‌های مکان‌یابی دقیق و ارتباط سریع و جادویی با آیفون رو فراهم می‌کنه.

این قطعه احتمالا یک سوییچ RF از نوع SPDT ساخت شرکت Qorvo هست که مسیر دریافت و ارسال سیگنال‌های آنتن رو تفکیک می‌کنه.

سیستم روی چیپ (SoC) بلوتوث 5.3 ساخت شرکت Nordic Semiconductor که ارتباطی بسیار پایدار، سریع و کم‌مصرف رو تضمین می‌کنه.

ماژول Front-End فرکانس 2.4 گیگاهرتز از شرکت Skyworks که برای تقویت و شفاف‌سازی سیگنال‌های وای‌فای تو مدار قرار داده شده.

مرحله ۴

برد اصلی (سمت اول) - سنسورها

شتاب‌سنج 3 محوره BMA282 ساخت شرکت Bosch Sensortec که حرکت‌ها، لرزش‌ها و جابجایی دستگاه رو به پردازنده گزارش می‌ده تا صدا متناسب با محیط تنظیم بشه.

مرحله ۵

برد اصلی - سمت دوم

کنترلر لمسی مدل S3808B از شرکت Synaptics که دستورات لمسی روی پنل شیشه‌ای بالای هوم‌پاد (مثل کم و زیاد کردن صدا) رو پردازش می‌کنه.

درایور ال‌ای‌دی با 48 کانال مجزا ساخت شرکت Texas Instruments که اون انیمیشن‌های نوری جذاب و رنگارنگ بالای اسپیکر رو خلق می‌کنه.

میکروفون MEMS ساخت شرکت Knowles که یکی از چندین میکروفون تعبیه‌شده روی دستگاه برای شنیدن دستورات سیری و کالیبره کردن صدای محیطه.

مرحله ۶

برد اصلی (سمت دوم) - سنسورها

سنسور تشخیص نور محیط (Ambient Light Sensor) که با بررسی میزان روشنایی اتاق، شدت نور ال‌ای‌دی‌های روی دستگاه رو به صورت خودکار کم و زیاد می‌کنه.

مرحله ۷

برد صوتی - سمت اول

آمپلی‌فایر صوتی قدرتمند SSM3515B ساخت شرکت Analog Devices که نقش اصلی رو تو تقویت سیگنال‌های صوتی و ایجاد اون صدای باکیفیت داره.

مبدل دیجیتال به آنالوگ (DAC) استریو از شرکت Texas Instruments که کدهای دیجیتالی موسیقی رو به سیگنال‌های آنالوگ قابل پخش برای بلندگوها تبدیل می‌کنه.

تعدادی از میکروفون‌های دقیق MEMS که دورتادور برد صوتی چیده شدن تا کوچک‌ترین بازتاب‌های صدا تو اتاق رو بشنون و پردازش کنن.

مبدل آنالوگ به دیجیتال (ADC) استریو ساخت Texas Instruments که صدای دریافت شده از میکروفون‌ها رو به دیتای دیجیتال برای پردازنده ترجمه می‌کنه.

مبدل استریو PDM به I2S یا TDM ساخت شرکت Analog Devices که برای پردازش فرمت‌های خاص سیگنال‌های صوتی دیجیتال استفاده می‌شه.

مبدل کاهنده DC-DC با توان 5 آمپر ساخت شرکت Texas Instruments که جریان پایدار و قوی رو برای قطعات پرمصرف بخش صوتی تامین می‌کنه.

آمپلی‌فایر تشخیص جریان از برند Texas Instruments که وظیفه داره مصرف انرژی اسپیکرها رو به صورت لحظه‌ای پایش کنه تا جلوی آسیب‌های احتمالی گرفته بشه.

مرحله ۸

مرحله

رگولاتور قابل تنظیم LDO با خروجی 200 میلی‌آمپر از محصولات Texas Instruments.

بافر گذرگاه دوگانه و درایور خط ساخت شرکت Nexperia که کیفیت انتقال دیتا روی خطوط برد رو حفظ می‌کنه.

بافر تکی با تریگر اشمیت (Schmitt Trigger) از تولیدات Texas Instruments که برای اصلاح نویزها و تمیز کردن لبه‌های سیگنال دیجیتال استفاده می‌شه.

یک بافر تکی دیگه ساخت شرکت Texas Instruments.

گیت وارونگر (Inverter) تکی که این قطعه هم توسط مهندسین Texas Instruments طراحی شده.

مرحله ۹

برد صوتی - سمت دوم

آمپلی‌فایر صوتی TPA3255C ساخت شرکت Texas Instruments که یکی از مهم‌ترین قطعات برای تولید اون بیس عمیق و لرزاننده هوم‌پاده.

مبدل صوتی استریو آنالوگ به دیجیتال از برند Texas Instruments.

مبدل استریو PDM به I2S یا TDM از محصولات Analog Devices که فرمت‌های دیتای صدا رو برای پردازشگر اصلی آماده می‌کنه.

مبدل آنالوگ به دیجیتال 8 کاناله و 12 بیتی که توسط Texas Instruments تولید شده و دقت بالایی تو نمونه‌برداری داره.

باز هم یکی دیگه از میکروفون‌های دقیق MEMS که روی این سمت از برد قرار گرفته.

آمپلی‌فایر تشخیص جریان ساخت Texas Instruments که برای محافظت و کنترل دقیق جریان ووفر اصلی در نظر گرفته شده.

یک آمپلی‌فایر تشخیص جریان دیگه از Texas Instruments که در کنار بقیه قطعات وظیفه پایش توان خروجی رو بر عهده داره.

مرحله ۱۰

مرحله

آرایه سیگنال ترکیبی (Mixed signal array) ساخت شرکت Renesas که پردازش‌های پیچیده و ترکیبی آنالوگ و دیجیتال رو انجام می‌ده.

رگولاتور LDO با خروجی 1.8 ولت و توان 250 میلی‌آمپر ساخت onsemi.

رگولاتور LDO با خروجی 3.3 ولت و 200 میلی‌آمپر از تولیدات Texas Instruments.

رگولاتور LDO با خروجی 3.6 ولت و 200 میلی‌آمپر، باز هم از شرکت Texas Instruments.

فلیپ‌فلاپ تکی نوع D (D-Type) ساخت Texas Instruments که برای همگام‌سازی و ذخیره موقت داده‌های یک بیتی استفاده می‌شه.

بافر گذرگاه دوگانه و درایور خط ساخت شرکت Nexperia که به انتقال صحیح و بدون افت داده‌ها در مسیرهای طولانی برد کمک می‌کنه.

بافر تکی از برند نام‌آشنای Nexperia.

مرحله ۱۱

مرحله

بافر تکی از تولیدات Nexperia.

یک بافر تکی دیگه ساخت Nexperia که دقیقا در کنار قطعه قبلی برای تقویت مسیر ارتباطی قرار گرفته.

مرحله ۱۲

برد منبع تغذیه - سمت اول

تقویت‌کننده عملیاتی (Op-Amp) تکی ساخت شرکت KEC که در مدار تغذیه نقش تنظیم‌کننده رو ایفا می‌کنه.

اپتوکوپلر (Optocoupler) ساخت شرکت Vishay که وظیفه بسیار مهم ایزولاسیون الکتریکی بین بخش ولتاژ بالا و ولتاژ پایین منبع تغذیه رو داره تا از سوختن بردهای اصلی جلوگیری کنه.

مرحله ۱۳

برد منبع تغذیه - سمت دوم

کنترلر فلای‌بک شبه‌رزونانسی (Quasi-resonant flyback) از شرکت onsemi که قلب تپنده مدار سوییچینگ این اسپیکر محسوب می‌شه.

تقویت‌کننده عملیاتی دوگانه همراه با مرجع ولتاژ 2.5 ولتی، ساخت شرکت Diodes Incorporated.

تنظیم‌کننده شنت (Shunt regulator) قابل تنظیم که این قطعه هم محصول Diodes Incorporated هست و برای تثبیت ولتاژ کاربرد داره.

یک اپتوکوپلر دیگه از شرکت Vishay برای تکمیل مدار فیدبک و ایمنی برد تغذیه.

مرحله ۱۴

فلت سنسورها

سنسور تشخیص رطوبت و دما ساخت شرکت Texas Instruments. اپل این سنسور رو روی یک فلت جداگانه و دور از بردهای اصلی قرار داده تا حرارت خود پردازنده‌ها روی تشخیص دمای واقعی محیط تأثیر نذاره. خب، این هم از بررسی موشکافانه تراشه‌های هوم‌پاد 2! امیدوارم این کالبدشکافی از تیم آیسی‌مدار برات جذاب بوده باشه و دید خوبی نسبت به مهندسی داخلی این اسپیکر پیدا کرده باشی. اگر نظری داری یا قطعه‌ای برات جالب‌تر بود، حتما تو بخش نظرات برامون بنویس!

این آموزش با استانداردهای اختصاصی آیسی‌مدار بازنویسی و بهینه‌سازی شده و تمامی حقوق انتشار آن متعلق به این مجموعه است و در صورت کپی یا بازنشر پیگرد قانونی خواهد داشت.

کالبدشکافی‌های مشابه

گفتگو‌های کاربران

هنوز نظری ثبت نشده؛ تو شروع کن!