华尔街日报最近一则关于谷歌已经终止了他们的“模块化”智能手机项目的报道,似乎没有引起人们太多的关注,但这个代码为Project Ara的项目已经持续了近三年时间。

据这篇文章报道,这个项目“进展一直比较坎坷,最早是从手机制造商摩托罗拉开始的,后来被谷歌接手过去,再后来又被转移到称为先进技术与计划部门的谷歌研究实验室。”这种模块化手机可以升级,非常灵活,并且比我们现在的手机使用寿命更长——至少这是项目目标的一部分。

具有讽刺意味的是,连线(Wired)在数月前还发表了一篇有关Ara的热情高涨的、几乎神化的长篇大论:“Project Ara动态:谷歌的模块化手机即将问世。”正如他们后来所说的那样,“哦,好吧,不必介意。”

谷歌的Project Ara模块化智能手机看起来似乎是一个不错的主意,但与它可能提供的机会相比,其设计现实极具挑战性。

坦白地讲,从一开始我就认为这个项目成功的可能性不大。虽然我很欣赏甚至喜欢采用可更换或更升级部件的手机概念——能够方便地增加比如血糖仪等外围设备,但我知道实际情况很难让它取得成功。机架安装型仪器利用槽道增加各种模块是一回事,但在电池供电的、空间极受约束的小型手持设备中也想这么做可就难了。

静下心来想想挑战吧,其实面临着好多问题,比如电气兼容性、连接器、软件集成、机械安装和总体完整性,还有一个通常不怎么提到、也不受人待见的因素:电源。

这并不只是说能量有限的电池的耗电情况,虽然很明显附件越多,手机的运行时间就越短。实际上遇到的情况不止这个:比如如果模块化附件需要特殊的电压怎么办?虽然将附件要用的电压轨标准化为很少几个的想法非常好,但由于附件功能的物理特性,有些附件可能需要特殊的电压。这些电压轨必须用附件中的直流/直流转换器提供,从而会带来更多的效率、散热、电压轨瞬变等问题。

有经验的软硬件工程师都知道,拥有一组好的电压轨就像是给大楼提供了良好的基石:如果基础不稳,会发生很多奇奇怪怪的事情。最糟糕的是,这些怪事可能时有时无,很难确定并加以阻止。对于非技术性用户来说尤其如此,他们关心的有意义的数据和细节内容是什么会出错、什么时候变得不稳定不可靠。

今天的智能手机是一些很复杂的设备,复杂的电源管理是这些手机设计的固有部分。如果你想往手机中增加模块化功能,必须修改电源管理策略,甚至采用新的策略和算法。这些都是必须要解决的难点。

可以从市场上获得的那些通过I/O连接器连接目前智能手机的各种插接配件怎么样呢?这些配件确实不错,但并不能使一部手机变成模块化手机。使用这样的配件,手机的功能与性能出现任何偏差都由最终用户自己负责。另外,这些外围配件并不改变手机的基本架构及其物理组件。

不要误解我:我并不反对“模块化”产品,事实上,在许多时候我都很喜欢,比如测试与测量仪器。我也知道,每个工程设计都是一个折衷平衡的结果,而模块化产品会带来许多新的要求,对只有有限空间和电能的小型产品来说在很多层面上都无法满足这些要求。

在某种程度上这有点像你偶然听到的一些抱怨:“为什么今天的消费类产品是不可维修的?为什么这些产品坏了后只能扔掉?”这个很容易回答:如果你想要一个低成本大批量的小型产品,它的设计是一种方式。如果你想要一种可拆解、可维修、硬件上是模块化的非小型产品,那么基本的设计框架是完全不同的,通常会有多块电路板、插座式元器件甚至测试点和连接器。

让我们回顾一下台式电脑的早期到中期这个模块化阶段。许多用户都会打开机箱,更换RAM、硬盘和其它内部硬件,或安装插卡。这些个人电脑通常提供一系列内部电压轨(电压和电流)、支持的接口和连接器,因此用户知道可以增加什么东西。很快,世界上就没有两台相同的电脑了,这很容易出现兼容性问题、不可能重现的系统崩溃等问题。

对于模块化智能手机的可行性或吸引力您有什么见解?

《电子技术设计》2016年11月刊版权所有,谢绝转载。

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