我最近在展示我的新款 Garmin Forerunner 945 智慧手錶。 我的朋友們都很驚訝，因為它幾乎擁有其他智慧手錶上所有的功能。 他們被我一直保留到最後的功能震撼——它充電超過十天。 他們的手錶最多只能維持三天。
Garmin Forerunner 945 將您能想到的幾乎所有功能都融入了這個狹小的空間中。
功能清單相當豐富。 說實話，我只用過少數幾台。 但我用的那些，我真的很喜歡。 對我來說，兩個關鍵應用都需要使用GPS，正如你所預期的，GPS運作得非常順暢。 第一個是能夠追蹤跑動。 GPS能精確知道我在哪裡、去過哪裡，還能清楚地繪製路線。 它會告訴我所有與我跑步相關的體能相關數據。
我第二個會利用的應用是打高爾夫時的距離測定器和記分卡。 像我這種遊戲，你得盡可能利用任何優勢。 而且知道洞口距離大約一碼內的距離非常有幫助。 它還會記錄我所有的分數，這幫助我保持誠實。
最長的電池壽命
回到 Forerunner 945 與競爭設備的真正區別在於電池壽命。除了一些出色的工程之外，最大的原因是使用了 Ambiq® Apollo2 超低功耗片上系統。2.5 x 2.5 mm Apollo2 是第二代器件，工作頻率為 10 μA/MHz，遠好於上一代產品，上一代產品運行頻率為 34 μA/MHz。請注意，現在有一款較新的器件 Apollo3 Blue 可以進一步降低功率規格，低至 6 μA/MHz，並增加片上 SRAM 的數量。「藍色」名稱與裝置的專用第二個核心有關，用於超低功耗藍牙® 低功耗 5 連接。
Apollo2 SoC 的核心是 Ambiq 專利的 亞閾值功率優化技術 （SPOT）®以及搭載浮點單元的 Arm® Cortex-M4® 處理器。 該裝置整合最多 1 Mbyte 的快閃記憶體與 256 kbytes 記憶體，以容納無線電與感測器的開銷，同時保留應用程式程式碼與演算法空間。
有人告訴我小米 Mi Watch Color 採用相同的處理器設計，但我還沒機會詳細分析其中一款，所以無法確認。 另外，它也標榜兩週的運行時間，所以我猜這和 Ambiq 處理器的存在有關。 不過我會把這個留到另一篇文章再說。
有趣的補充： Matrix PowerWatch 也包含 Ambiq 處理器，並由嵌入式太陽能電池供電。 因此，它從不需要充電。 這真的很酷。 我在最近的 CES 展會上偷看了這台。
由於空間有限，Garmin 設計師真的把裝置塞進去了。 第一張圖顯示主板正面，第二張則是背面，電池被剝離。 Ambiq 裝置出現在圖背面，左上角。
我要怎麼確切知道 Garmin Forerunner 945 裡面裝的是哪一款處理器？ 從圖中可見，我拆開了手錶。 雖然我很痛苦，但我必須看看裡面有什麼，讓手錶能在一次充電下持續這麼久。 Forerunner 945 手錶大多由 Garmin 團隊自行設計，分屬美國與加拿大兩地。
我很驚訝這支手錶可以在水下使用。 規格聲稱可使用至50公尺深度。 我相信他們的說法。 機身設計上也採用了康寧的Gorilla Glass DX設計。 錶圈採用纖維強化聚合物製成。 我能理解為什麼分開會這麼困難。 虎鉗、錘子和鋒利的螺絲起子（不幸的是）是首選工具。
主要在本地處理
Apollo2 SoC 負責手錶的感測器處理，然後在本地處理這些資料。 能夠將資料保存在手錶內（且不必上雲端處理）帶來許多好處。 最大的優點是資料可以近乎即時地處理與顯示。 這也代表手錶不必總是處於「連接」模式，消耗電池電力。
保持資料本地化能減輕使用者的安全疑慮，因為資料不必流向第三方。 使用者可以去跑步、打一輪高爾夫球或其他形式的運動，完成後體能計算結果會立即顯示。 一般來說，手錶只有在與其他裝置同步時才會回到雲端，例如手機、平板或個人電腦，以長期保存資料。
請注意，主機板上還有第二顆處理器，是由 STMicroelectronics 提供。 該裝置驅動顯示器，運行較高層級的作業系統，也就是與顯示器相關的高層應用程式。 如圖1所示，顯示器提供充足資訊，並由五個按鈕控制。 它們幫助在各種應用程式間切換並控制背光。 陽光可見、跨折像素記憶體（MIP）液晶顯示器可顯示 240 x 240 像素。
Garmin 工程師必須牢記的設計注意事項之一，就像採用內部穩壓器的部件經常出現的情況一樣，您希望電容器和電感器盡可能靠近處理器，走線非常短。
充足的記憶體
其他元件包括用於高度測量的壓力感測器、心率監測器及GPS。 Winbond 128-Mbit SDRAM 提供一些獨特功能，以將功耗降至最低。 例如，它支援特殊功能，如部分陣列自我刷新（PASR）和自動溫度補償自我更新（ATCSR）。
主機板背面裝有一顆來自 Kioxia America （前身為東芝記憶美國）的128 Gbit北方南德快閃記憶體。 這就是手錶能儲存它1000首歌曲的方式。 記憶體裝置以完全同步模式運作，並以 1.8 伏電源供電運作。 當然，每個無線電都有天線（Wi-Fi®、藍牙、ANT+和GPS）。
根據 Ambiq 的技術人員表示，Garmin 的設計師做足功課，真正發揮了 Apollo2 處理器的潛力。 他們聲稱兩家公司在設計過程中密切合作，甚至在設計的關鍵階段每週合作。 請注意，Ambiq 明確告訴我，他們不被允許對顧客或產品發表評論。 不過，該公司為本文提供了一些高層次的資訊。
Ambiq 為 Garmin 工程師提供了包含硬體抽象層及周邊低階介面驅動程式的 SDK。 因為 Apollo2 是基於標準的 Arm Cortex-M4，對大多數工程師來說相當熟悉。 Ambiq 使用標準編譯器、開發介面及工具，如 J-Link 介面。
Forerunner 945 大部分的電力來自兩個區域：背光，通常不會亮太久;以及 GPS，在跑步、散步、騎自行車和高爾夫等運動時會長時間亮著（是的，有些人認為高爾夫也是一種運動）。 裝置的透光反射顯示在明亮光源下使用時不需要背光，這點節省了電力。 用於心電監測的LED燈通常全天亮，雖然這可以由使用者自行設定。
最後，PCB背面貼著一顆3.8V、255mAh電池。 設計師在電池安裝時做得很好，確保它不會對手錶產生熱問題，因為它直接安裝在零件上方。
重點是，設計一款在現有容量中擁有這麼多功能的手錶，頂多只能說是棘手的。 最大化每個元件的潛力是必須的，而 Garmin 的設計師顯然有能力勝任這項任務。
關於作者
理查德·納斯是OpenSystems Media的執行副總裁。 他的主要職責包括為 OpenSystems Media 嵌入式及物聯網產品組合的各個面向設定方向，包括網站、電子報、紙本與數位雜誌，以及各種數位與印刷活動。 他在開發公司線上教育入口網站 Embedded University 方面發揮了關鍵作用。 過去，Nass 曾任 UBM 屢獲殊榮的 Design News 品牌總監。 在此之前，他領導 UBM Canon 醫療器材部門的內容團隊，以及美國、歐洲和亞洲所有客製化物業與活動。 Nass 在工程原廠製造商產業已有超過 25 年的經驗。 在此之前，他曾領導 EE Times 的內容團隊，負責嵌入式與客製化團隊，以及 TechOnline DesignLine 設計工程網站網絡。 Nass 擁有新澤西理工學院的電機工程學士學位。
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來源： https://www.embedded-computing.com/home-page/smartwatch-boasts-two-weeks-on-a-charge#
我最近在展示我的新款 Garmin Forerunner 945 智慧手錶。 我的朋友們都很驚訝，因為它幾乎擁有其他智慧手錶上所有的功能。 他們被我一直保留到最後的功能震撼——它充電超過十天。 他們的手錶最多只能維持三天。
Garmin Forerunner 945 將您能想到的幾乎所有功能都融入了這個狹小的空間中。
功能清單相當豐富。 說實話，我只用過少數幾台。 但我用的那些，我真的很喜歡。 對我來說，兩個關鍵應用都需要使用GPS，正如你所預期的，GPS運作得非常順暢。 第一個是能夠追蹤跑動。 GPS能精確知道我在哪裡、去過哪裡，還能清楚地繪製路線。 它會告訴我所有與我跑步相關的體能相關數據。
我第二個會利用的應用是打高爾夫時的距離測定器和記分卡。 像我這種遊戲，你得盡可能利用任何優勢。 而且知道洞口距離大約一碼內的距離非常有幫助。 它還會記錄我所有的分數，這幫助我保持誠實。
最長的電池壽命
回到 Forerunner 945 與競爭設備的真正區別在於電池壽命。除了一些出色的工程之外，最大的原因是使用了 Ambiq Micro Apollo2 超低功耗微處理器。2.5 x 2.5 mm Apollo2 是第二代器件，工作頻率為 10 μA/MHz，遠好於上一代產品，上一代產品運行頻率為 34 μA/MHz。請注意，現在有一款較新的器件 Apollo3 Blue 可以進一步降低功率規格，低至 6 μA/MHz，並增加片上 SRAM 的數量。「藍色」名稱與裝置的專用第二個核心有關，用於超低功耗藍牙低功耗 5 連接。
Apollo2 SoC 的核心是 Ambiq 專利的 亞閾值功率優化技術 （SPOT）以及搭載浮點運算單元的 Arm Cortex-M4 處理器。 該裝置整合最多 1 Mbyte 的快閃記憶體與 256 kbytes 記憶體，以容納無線電與感測器的開銷，同時保留應用程式程式碼與演算法空間。
有人告訴我小米 Mi Watch Color 採用相同的處理器設計，但我還沒機會詳細分析其中一款，所以無法確認。 另外，它也標榜兩週的運行時間，所以我猜這和 Ambiq 處理器的存在有關。 不過我會把這個留到另一篇文章再說。
有趣的補充： Matrix PowerWatch 也包含 Ambiq 處理器，並由嵌入式太陽能電池供電。 因此，它從不需要充電。 這真的很酷。 我在最近的 CES 展會上偷看了這台。
由於空間有限，Garmin 設計師真的把裝置塞進去了。 第一張圖顯示主板正面，第二張則是背面，電池被剝離。 Ambiq 裝置出現在圖背面，左上角。
我要怎麼確切知道 Garmin Forerunner 945 裡面裝的是哪一款處理器？ 從圖中可見，我拆開了手錶。 雖然我很痛苦，但我必須看看裡面有什麼，讓手錶能在一次充電下持續這麼久。 Forerunner 945 手錶大多由 Garmin 團隊自行設計，分屬美國與加拿大兩地。
我很驚訝這支手錶可以在水下使用。 規格聲稱可使用至50公尺深度。 我相信他們的說法。 機身設計上也採用了康寧的Gorilla Glass DX設計。 錶圈採用纖維強化聚合物製成。 我能理解為什麼分開會這麼困難。 虎鉗、錘子和鋒利的螺絲起子（不幸的是）是首選工具。
主要在本地處理
Apollo2 SoC 負責手錶的感測器處理，然後在本地處理這些資料。 能夠將資料保存在手錶內（且不必上雲端處理）帶來許多好處。 最大的優點是資料可以近乎即時地處理與顯示。 這也代表手錶不必總是處於「連接」模式，消耗電池電力。
保持資料本地化能減輕使用者的安全疑慮，因為資料不必流向第三方。 使用者可以去跑步、打一輪高爾夫球或其他形式的運動，完成後體能計算結果會立即顯示。 一般來說，手錶只有在與其他裝置同步時才會回到雲端，例如手機、平板或個人電腦，以長期保存資料。
請注意，主機板上還有第二顆處理器，是由 STMicroelectronics 提供。 該裝置驅動顯示器，運行較高層級的作業系統，也就是與顯示器相關的高層應用程式。 如圖1所示，顯示器提供充足資訊，並由五個按鈕控制。 它們幫助在各種應用程式間切換並控制背光。 陽光可見、跨折像素記憶體（MIP）液晶顯示器可顯示 240 x 240 像素。
Garmin 工程師必須牢記的設計注意事項之一，就像採用內部穩壓器的部件經常出現的情況一樣，您希望電容器和電感器盡可能靠近處理器，走線非常短。
充足的記憶體
其他元件包括用於高度測量的壓力感測器、心率監測器及GPS。 Winbond 128-Mbit SDRAM 提供一些獨特功能，以將功耗降至最低。 例如，它支援特殊功能，如部分陣列自我刷新（PASR）和自動溫度補償自我更新（ATCSR）。
主機板背面裝有一顆來自 Kioxia America （前身為東芝記憶美國）的128 Gbit北方南德快閃記憶體。 這就是手錶能儲存它1000首歌曲的方式。 記憶體裝置以完全同步模式運作，並以 1.8 伏電源供電運作。 當然，每個無線電（WiFi、藍牙、ANT+和GPS）都有天線。
根據 Ambiq 的技術人員表示，Garmin 的設計師做足功課，真正發揮了 Apollo2 處理器的潛力。 他們聲稱兩家公司在設計過程中密切合作，甚至在設計的關鍵階段每週合作。 請注意，Ambiq 明確告訴我，他們不被允許對顧客或產品發表評論。 不過，該公司為本文提供了一些高層次的資訊。
Ambiq 為 Garmin 工程師提供了包含硬體抽象層及周邊低階介面驅動程式的 SDK。 因為 Apollo2 是基於標準的 Arm Cortex M4，對大多數工程師來說相當熟悉。 Ambiq 使用標準編譯器、開發介面及工具，如 J-Link 介面。
Forerunner 945 大部分的電力來自兩個區域：背光，通常不會亮太久;以及 GPS，在跑步、散步、騎自行車和高爾夫等運動時會長時間亮著（是的，有些人認為高爾夫也是一種運動）。 裝置的透光反射顯示在明亮光源下使用時不需要背光，這點節省了電力。 用於心電監測的LED燈通常全天亮，雖然這可以由使用者自行設定。
最後，PCB背面貼著一顆3.8V、255mAh電池。 設計師在電池安裝時做得很好，確保它不會對手錶產生熱問題，因為它直接安裝在零件上方。
重點是，設計一款在現有容量中擁有這麼多功能的手錶，頂多只能說是棘手的。 最大化每個元件的潛力是必須的，而 Garmin 的設計師顯然有能力勝任這項任務。
關於作者
理查德·納斯是OpenSystems Media的執行副總裁。 他的主要職責包括為 OpenSystems Media 嵌入式及物聯網產品組合的各個面向設定方向，包括網站、電子報、紙本與數位雜誌，以及各種數位與印刷活動。 他在開發公司線上教育入口網站 Embedded University 方面發揮了關鍵作用。 過去，Nass 曾任 UBM 屢獲殊榮的 Design News 品牌總監。 在此之前，他領導 UBM Canon 醫療器材部門的內容團隊，以及美國、歐洲和亞洲所有客製化物業與活動。 Nass 在工程原廠製造商產業已有超過 25 年的經驗。 在此之前，他曾領導 EE Times 的內容團隊，負責嵌入式與客製化團隊，以及 TechOnline DesignLine 設計工程網站網絡。 Nass 擁有新澤西理工學院的電機工程學士學位。
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