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初代 iPhone 开发电路板首次曝光,大得惊人!

时间:2019-03-21 作者:Tom Warren 阅读:
日前 The Verge 第一次公开展示了这块第一代 iPhone 的开发电路板,这块电路板提供了一个珍贵的历史视角——十年前改变了手机的 iPhone 是被怎么造出来的。

2017 年 10 月份,苹果发布了 iPhone 十周年的献礼——iPhone X,这款手机集合许多先进的科技,无论是四边等宽的异形全面屏,还是第一个将人脸识别做到支付级安全的 Face ID,iPhone X 无疑是当年最先进最具备科技感的手机,就一如十年前,它最早的前辈第一代 iPhone 诞生时一样。

让我们把时间往回退,直到我们第一次见到手指滑动时会带着惯性滚动、到顶到底时具有回弹效果的神奇触摸界面。

我等待这一天已经等了两年半。

2007 年 1 月 9 日,已故的苹果 CEO 史蒂夫·乔布斯在推出 iPhone 时这样说。

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▲ 图片来自:Hardware Upgrade

在这两年半中间,苹果一直都在秘密的开发 iPhone,对于 iPhone 的开发史在之后我们已经从各种报道中有所了解,比如当时内部有以 iPod 为原型的 P1 方案,而后来我们见到的全触控手机则为 P2 方案,后者最后胜出并撼动了整个世界。

对于 iPhone,对苹果公司内部的很多人来说也神秘到仅知道其开发代号为「M68」和「Purple 2」。但是在过去十多年后,我们终于有机会去看到这款伟大的手机还没有最终成型,安静地躺在一块红色电路板时的样子。

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日前 The Verge 第一次公开展示了这块第一代 iPhone 的开发电路板,这块电路板提供了一个珍贵的历史视角——十年前改变了手机的 iPhone 是被怎么造出来的。

处于开发板形态的 iPhone 还远远没有后来那种使人上瘾的魔力,这时候的 iPhone 还不具备那些人性方面的洞察,而仅有冷冰冰的组件模块,像是在沉眠中还没有灌注进系统的机器人。

这个开发板上几乎集成了所有 iPhone 的组件,分别排列在这块开发板的各处。这块红色的 iPhone M68 主板乍看上去就像是十多年前随处可见的电脑主板,这个开发板的体积和我们近几年见到的高通原型机开发板在大小上已经不可同日而语,而 iPhone M68 的开发板实打实接近 PC 主板的体积。

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为了第一代 iPhone 能够足够保密,苹果的工程师们开发了这种特殊的电路板来测试软件和无线电部分,也即 EVT(工程验证测试)样板,这样可以保证开发人员不会知道 iPhone 的最终形态。此外苹果也仅在原型 iPhone 开发时使用了红色的电路板,如果是在生产环节则会偏爱蓝色、绿色或其它颜色。

这个原型机开发板确实和 PC 主板有着不少相似之处,比如顶部有一个串行里连接器用来测试 iPod 配件,当初 iPhone 也使用了经典的 30-pin 接口,在开发板上甚至还有一个 LAN 口。电路板的侧面还有两个 mini USB 接口,这样苹果的工程师不用看着屏幕就能够通过这些接口为设备编码。

还有很多工程师需要做的是将苹果底层的 Darwin 操作系统移植到 iPhone 上,Darwin 是一个基于 Unix 的操作系统,包含一组核心驱动,能够为 macOS、iOS、watchOS、tvOS 和 audioOS 几乎所有苹果系统提供支持,苹果将 Darwin 开发人员称为「核心操作系统工程师」他们负责内核、文件系统、设备驱动、处理器结构以及其它许多重要的底层工作,以确保这些最核心的硬件能够完美的连接运行。

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如果把目光放到顶部,iPhone 原型板与 PC 主板最大的不同就显露出来了。在开发板的顶部这里有一个 SIM 卡槽,附近还有两个用于 Wi-Fi 和蓝牙连接的天线,它们连接到主无线 I/O 板,结构和最终出货的第一代 iPhone 差不多。无线电电路板上有英特尔、英飞凌、CSR、Marvell 和 Skyworks 的芯片,这些芯片也显示了苹果为了推出 iPhone 需要和多家芯片商进行密切合作。

另外,在电路板右侧还有一个 RJ11 接口,这个就是固定电话使用的接口,工程师使可以将固定电话线接入这个开发板来测试语音。如今我们已经能用 Apple Watch 打电话了,但想像一下在 2006 年的时候用 iPhone 的原型开发板打电话会是怎样的一种快感。

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中间的部分则是开发板最核心的部分,其中包括原型机所使用处理器,苹果使用了三星 K4X1G153PC 的部分组件,用一颗主频 620MHz ARM 处理器(ARM1176JZF)来运行 iPhone 的操作系统,并且采用了 PoP 堆叠封装,将 CPU 封装在底部,内存则封装在顶部。然后与一颗三星的 4GB NAND 卡连接,用于存储操作系统部分。绿色的 NAND 存储模块可以被开发人员轻松移除,然后插入新卡即可快速测试不同的操作系统版本。

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在这个开发板上甚至还有还有一个屏幕,但是它的 Home 键(这里被称为菜单键)部分被安装在显示屏左侧的主板上,电源键和音量键也则在显示屏的左边。如果我们启动这款原型产品则会点亮苹果的 Logo,而工程师们则会通过命令行来测试内核。此外消息人士表示,如果通过侧面的 30-pin 接口将开发板连接到 iTunes 的话,会显示检测到一部可以恢复的 iPhone。

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在主板的其它地方还有不少带有针脚的白色连接器,较小的是用于底层调试的 JTAG 连接器。工程师可以将信号探头连接上去监测各种信号和电压,以确保 iPhone 的软件调整不会给硬件带来影响,周围还有各种 DIP 开关来控制调试信号进行更深入的测试。

如果苹果工程师在没有屏幕的情况下使用这样的开发板,他们可以通过电路板侧面的分量 RCA 接口连接到显示器,侧面还有立体声输出接口,工程师们还能用来测试和耳机的连接,甚至 iPhone 主摄像头也被安装在电路板上进行测试。另外还有一个巨大的空间用来测试电池部分,如果工程师没有连接电池的话顶部的 DC 接口可以外接电源,苹果甚至还为距离感应器标记为「pro flex」留出了测试空间。

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从这块开发板上可以看到,苹果的工程师在推出 iPhone 之前就已经考虑到几乎一切,类似这种的开发板可能在 2006 到 2007 年直到 iPhone 发布前一直使用。

而到了今天,苹果开发新 iPhone 早已不在需要如此巨大的开发板,早在 iPhone 4 时期就已经使用了较小的主板,而最近的型号甚至还装上了大而笨重的安全罩,以便让硬件最终设计形态能够保密,现在许多其它手机制造商也用类似的方法来进行保密。

这个早期开发板也提醒了我们,创造一种上百万甚至上亿人使用的随身设备,将会带来怎样的巨大工作量以及所需要的保密性,如今我们已经很难再看到像这样的早期开发板了,尤其是在十多年以后重见天日,更显得弥足珍贵。

(原文发表于The Verge,参考链接:An exclusive look at an original iPhone prototype;ifanr编译)

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