我最近展示了我的新款 Garmin Forerunner 945 智慧手錶。我的朋友們印象深刻，因為它提供了任何其他智慧手錶上提供的幾乎所有功能。他們被我堅持到最後的一項功能所震撼——一次充電可以使用十多天。他們的手錶最多只能用三天。
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。
功能列表相當廣泛。老實說，我只用了幾個。但那些我確實使用的東西，我真的很喜歡。對我來說，這兩個關鍵應用程式都需要使用 GPS，正如您對 Garmin 所期望的那樣，它可以完美運作。首先是跟踪跑步的能力。GPS 確切地知道我在哪裡，我去過哪裡，並且可以很好地繪製路線圖。它告訴我與我的跑步相關的所有與健身相關的統計數據。
我利用的第二個應用程序是打高爾夫球時的測距儀和記分卡。對於像我這樣的遊戲，你可以利用任何你能獲得的優勢。知道到洞一碼左右的距離是非常有幫助的。它還記錄了我所有的分數，這有助於我保持誠實。
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 獲得專利的 亞閾值功耗優化技術 （SPOT）® 和帶有浮點單元的 Arm® Cortex-M4® 處理器。此元件整合了高達 1 MB 的快閃記憶體和 256 KB 的 RAM，以容納無線電和感測器開銷，同時仍為應用程式碼和演算法留出空間。
我被告知 小米手錶顏色 採用相同的處理器設計，但我還沒有機會剖析其中一款（目前），所以我無法確認。請注意，它還擁有兩週的運行時間，所以我猜這與 Ambiq 處理器的存在有關。但我會把這個留到另一篇文章中。
有趣的旁注： Matrix PowerWatch 還包含 Ambiq 處理器，由嵌入式太陽能電池供電。因此，它永遠不需要充電。這很酷。我在最近的 CES 展會上看到了這個。
由於空間非常寶貴，Garmin 設計師確實將設備打包了。第一張圖顯示了電路板的正面，而第二張圖顯示了電池剝離的背面。Ambiq 設備出現在背面，在圖的左上角。
我如何確切知道 Garmin Forerunner 945 內部是哪個處理器？從圖中可以看出，我把手錶拆開了。儘管這樣做讓我很痛苦，但我必須看看裡面有什麼東西，讓手錶一次充電就能運行這麼長時間。Forerunner 945 手錶主要由 Garmin 團隊內部設計，分佈在美國和加拿大。
這款手錶可以在水下使用，這給我留下了深刻的印象。規格聲稱它可以在 50 m 的深處使用。我會相信他們的話。它的錶面還採用康寧的大猩猩玻璃 DX 設計。邊框由纖維增強聚合物製成。我明白為什麼分開如此困難。虎鉗、錘子和鋒利的螺絲刀是（不幸的是）首選的工具。
主要在本地處理
Apollo2 SoC 處理手錶的感測器處理，然後在本地處理該資料。能夠將數據保存在手錶中（而不必前往雲端進行處理）有很多好處。最大的好處是可以近乎實時地處理和顯示數據。這也意味著手錶不必總是處於“連接”模式，從而消耗電池電量。
將資料保留在本地可以減輕使用者的安全擔憂，因為資料永遠不需要傳輸給第三方。用戶可以去跑步、打一場高爾夫球或進行其他形式的鍛煉，並在完成後立即顯示體能計算。一般來說，手錶唯一一次冒險返回雲端是當它與另一台設備（例如手機、平板電腦或 PC）同步以長期保留數據時。
請注意，板上還有第二個處理器，由意法半導體提供。該裝置驅動顯示器，執行更高層級的作業系統，也就是與顯示器相關聯的更高層級應用程式。從圖 1 中可以看出，顯示器提供了充足的信息，並由五個按鈕控制。它們有助於在各種應用程式之間切換並控制背光。陽光下可見的半透反射像素內存 （MIP） LCD 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
其他組件包括用於高度測量的壓力傳感器、心率監測器和 GPS。華邦 128 Mbit SDRAM 提供一些獨特的功能，可將功耗降至最低。例如，它支持部分陣列自刷新（PASR）和自動溫度補償自刷新（ATCSR）等特殊功能。
主板背面放置了一個來自 鎧俠美國 公司（前身為東芝內存美國公司）的 128 Gbit NAND 閃存。這就是手錶儲存 1000 首歌曲的方式。存儲設備以完全同步模式運行，並採用 1.8V 電源供電。當然，各種無線電（Wi-Fi®、藍牙、ANT+ 和 GPS）中的每一種都有天線。
據 Ambiq 的技術人員稱，Garmin 設計師做足了功課，真正最大限度地發揮了 Apollo2 處理器的潛力。他們聲稱，兩家公司在整個設計過程中密切合作，甚至在設計的關鍵部分每週一次。請注意，Ambiq 向我明確表示，他們不得對其客戶或其產品發表評論。不過，該公司確實為本文提供了一些高級信息。
Ambiq 為 Garmin 工程師提供了一個 SDK，其中包括硬件抽象層以及外圍設備的低級接口驅動程序。由於 Apollo2 基於標準 Arm Cortex-M4，因此大多數工程師都非常熟悉。Ambiq 使用標準編譯器、開發介面和工具，例如 J-Link 介面。
Forerunner 945 消耗的大部分電量來自兩個方面：背光（通常不會長時間打開）和 GPS（在跑步、散步、騎自行車和打高爾夫球等鍛煉期間可能會長時間打開）（是的，有些人認為高爾夫是一種鍛煉）。該設備的跨反射顯示屏在明亮的照明下使用時不需要背光，因此可以節省電量。用於心臟監測的 LED 通常始終亮著，儘管這是用戶可配置的。
最後，PCB 背面粘有一塊 3.8 V、255mAh 電池。設計師在將電池擠入並確保它不會對手錶造成發熱問題方面做得很好，因為它直接位於組件的頂部。
最重要的是，設計一款在可用體積中具有如此多功能的手錶充其量是棘手的。最大限度地發揮每個組件的潛力是必須的，而 Garmin 設計師顯然能夠勝任這項任務。
關於作者
理查德·納斯 （Richard Nass） 是 OpenSystems Media 的執行副總裁。他的主要職責包括為 OpenSystems Media 嵌入式和物聯網產品組合的各個方面設定方向，包括網站、電子通訊、印刷和數字雜誌以及各種其他數字和印刷活動。他在開發公司的在線教育門戶網站 Embedded University 方面發揮了重要作用。此前，Nass 是博聞屢獲殊榮的 Design News 物業的品牌總監。在此之前，他領導了博聞佳能醫療器械集團的內容團隊，以及美國、歐洲和亞洲的所有定制資產和活動。Nass 從事工程 OEM 行業已超過 25 年。在之前的工作中，他領導了 EE Times 的內容團隊，負責處理嵌入式和定制小組以及設計工程網站的 TechOnline DesignLine 網絡。Nass 擁有新澤西理工學院的電子工程學士學位。
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來源： https://www.embedded-computing.com/home-page/smartwatch-boasts-two-weeks-on-a-charge#
我最近展示了我的新款 Garmin Forerunner 945 智慧手錶。我的朋友們印象深刻，因為它提供了任何其他智慧手錶上提供的幾乎所有功能。他們被我堅持到最後的一項功能所震撼——一次充電可以使用十多天。他們的手錶最多只能用三天。
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。
功能列表相當廣泛。老實說，我只用了幾個。但那些我確實使用的東西，我真的很喜歡。對我來說，這兩個關鍵應用程式都需要使用 GPS，正如您對 Garmin 所期望的那樣，它可以完美運作。首先是跟踪跑步的能力。GPS 確切地知道我在哪裡，我去過哪裡，並且可以很好地繪製路線圖。它告訴我與我的跑步相關的所有與健身相關的統計數據。
我利用的第二個應用程序是打高爾夫球時的測距儀和記分卡。對於像我這樣的遊戲，你可以利用任何你能獲得的優勢。知道到洞一碼左右的距離是非常有幫助的。它還記錄了我所有的分數，這有助於我保持誠實。
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 獲得專利的 亞閾值功耗優化技術 （SPOT） 和帶有浮點單元的 Arm Cortex-M4 處理器。此元件整合了高達 1 MB 的快閃記憶體和 256 KB 的 RAM，以容納無線電和感測器開銷，同時仍為應用程式碼和演算法留出空間。
我被告知 小米手錶顏色 採用相同的處理器設計，但我還沒有機會剖析其中一款（目前），所以我無法確認。請注意，它還擁有兩週的運行時間，所以我猜這與 Ambiq 處理器的存在有關。但我會把這個留到另一篇文章中。
有趣的旁注： Matrix PowerWatch 還包含 Ambiq 處理器，由嵌入式太陽能電池供電。因此，它永遠不需要充電。這很酷。我在最近的 CES 展會上看到了這個。
由於空間非常寶貴，Garmin 設計師確實將設備打包了。第一張圖顯示了電路板的正面，而第二張圖顯示了電池剝離的背面。Ambiq 設備出現在背面，在圖的左上角。
我如何確切知道 Garmin Forerunner 945 內部是哪個處理器？從圖中可以看出，我把手錶拆開了。儘管這樣做讓我很痛苦，但我必須看看裡面有什麼東西，讓手錶一次充電就能運行這麼長時間。Forerunner 945 手錶主要由 Garmin 團隊內部設計，分佈在美國和加拿大。
這款手錶可以在水下使用，這給我留下了深刻的印象。規格聲稱它可以在 50 m 的深處使用。我會相信他們的話。它的錶面還採用康寧的大猩猩玻璃 DX 設計。邊框由纖維增強聚合物製成。我明白為什麼分開如此困難。虎鉗、錘子和鋒利的螺絲刀是（不幸的是）首選的工具。
主要在本地處理
Apollo2 SoC 處理手錶的感測器處理，然後在本地處理該資料。能夠將數據保存在手錶中（而不必前往雲端進行處理）有很多好處。最大的好處是可以近乎實時地處理和顯示數據。這也意味著手錶不必總是處於“連接”模式，從而消耗電池電量。
將資料保留在本地可以減輕使用者的安全擔憂，因為資料永遠不需要傳輸給第三方。用戶可以去跑步、打一場高爾夫球或進行其他形式的鍛煉，並在完成後立即顯示體能計算。一般來說，手錶唯一一次冒險返回雲端是當它與另一台設備（例如手機、平板電腦或 PC）同步以長期保留數據時。
請注意，板上還有第二個處理器，由意法半導體提供。該裝置驅動顯示器，執行更高層級的作業系統，也就是與顯示器相關聯的更高層級應用程式。從圖 1 中可以看出，顯示器提供了充足的信息，並由五個按鈕控制。它們有助於在各種應用程式之間切換並控制背光。陽光下可見的半透反射像素內存 （MIP） LCD 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
其他組件包括用於高度測量的壓力傳感器、心率監測器和 GPS。華邦 128 Mbit SDRAM 提供一些獨特的功能，可將功耗降至最低。例如，它支持部分陣列自刷新（PASR）和自動溫度補償自刷新（ATCSR）等特殊功能。
主板背面放置了一個來自 鎧俠美國 公司（前身為東芝內存美國公司）的 128 Gbit NAND 閃存。這就是手錶儲存 1000 首歌曲的方式。存儲設備以完全同步模式運行，並採用 1.8V 電源供電。當然，各種無線電（WiFi、藍牙、ANT+ 和 GPS）中的每一種都有天線。
據 Ambiq 的技術人員稱，Garmin 設計師做足了功課，真正最大限度地發揮了 Apollo2 處理器的潛力。他們聲稱，兩家公司在整個設計過程中密切合作，甚至在設計的關鍵部分每週一次。請注意，Ambiq 向我明確表示，他們不得對其客戶或其產品發表評論。不過，該公司確實為本文提供了一些高級信息。
Ambiq 為 Garmin 工程師提供了一個 SDK，其中包括硬件抽象層以及外圍設備的低級接口驅動程序。由於 Apollo2 基於標準的 Arm cortex M4，因此大多數工程師都非常熟悉它。Ambiq 使用標準編譯器、開發介面和工具，例如 J-Link 介面。
Forerunner 945 消耗的大部分電量來自兩個方面：背光（通常不會長時間打開）和 GPS（在跑步、散步、騎自行車和打高爾夫球等鍛煉期間可能會長時間打開）（是的，有些人認為高爾夫是一種鍛煉）。該設備的跨反射顯示屏在明亮的照明下使用時不需要背光，因此可以節省電量。用於心臟監測的 LED 通常始終亮著，儘管這是用戶可配置的。
最後，PCB 背面粘有一塊 3.8 V、255mAh 電池。設計師在將電池擠入並確保它不會對手錶造成發熱問題方面做得很好，因為它直接位於組件的頂部。
最重要的是，設計一款在可用體積中具有如此多功能的手錶充其量是棘手的。最大限度地發揮每個組件的潛力是必須的，而 Garmin 設計師顯然能夠勝任這項任務。
關於作者
理查德·納斯 （Richard Nass） 是 OpenSystems Media 的執行副總裁。他的主要職責包括為 OpenSystems Media 嵌入式和物聯網產品組合的各個方面設定方向，包括網站、電子通訊、印刷和數字雜誌以及各種其他數字和印刷活動。他在開發公司的在線教育門戶網站 Embedded University 方面發揮了重要作用。此前，Nass 是博聞屢獲殊榮的 Design News 物業的品牌總監。在此之前，他領導了博聞佳能醫療器械集團的內容團隊，以及美國、歐洲和亞洲的所有定制資產和活動。Nass 從事工程 OEM 行業已超過 25 年。在之前的工作中，他領導了 EE Times 的內容團隊，負責處理嵌入式和定制小組以及設計工程網站的 TechOnline DesignLine 網絡。Nass 擁有新澤西理工學院的電子工程學士學位。
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