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拆解:Microsoft Surface

2021-02-19 Brian Dipert 阅读:
拆解:Microsoft Surface
我的Surface RT早在2015年8月电源按钮就没反应了,所以我将它放在要拆解的一堆设备里了,不过我还会不时地检查一下,看它是否会自己恢复正常。虽然我的Kindle通过更换电池修好了,但我认为Sur face RT的问题根源并不在电池,因为即使在接入交流电源时它也无法启动。所以,我决定拆解它。

早在2012年6月,我就曾介绍过微软推出的首款Surface品牌平板笔记本电脑,包括x86架构(Surface Pro)和Arm架构(Surface RT)两种类型。一周之后我就比较了这两种不同的版本。接着两年后,我购买了这两种型号的翻新机,以供后续使用(当然也是我的文章素材)。tCKednc

我的第一代Surface Pro已经买了快十年了,现在仍然可以正常工作,至少在我最后一次检查它的时候可以。我曾将它从Windows 8升级到8.1,最近又升级到Windows 10,每次升级都很乏味,也不完美。现在我把它收起来了,因为我每天使用的笔记本电脑换成了Surface Pro 4和LTE增强版Pro 5后续产品。tCKednc

那台Surface RT(更准确地说,应该是Windows RT版的Surface)系统呢,其实我早就可以对它进行拆解了(图1)。tCKednc

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图1:Windows RT操作系统版Microsoft Surface。tCKednc

我在2017年5月的文章“Microsoft's hardware support burden”中曾提到,那台Surface RT早在2015年8月电源按钮就没反应了,所以我将它放在要拆解的一堆设备里了,不过我还会不时地检查一下,看它是否会自己恢复正常。尽管目前Windows RT 8.1还可以继续享受两年多微软的延长技术支持,但后续的软件开发已经停止了(更糟的是,你只能安装微软应用商店里的应用,除非越狱)。虽然我的Kindle通过更换电池修好了,但我认为Surface RT的问题根源并不在电池(我已经查到如何更换Surface RT的电池),因为即使在接入交流电源时它也无法启动,从适配器后端亮着的指示灯来看,交流适配器本身是正常工作的(图2)。tCKednc

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图2:Surface RT的交流适配器工作正常。tCKednc

所以,我决定拆解这台Surface RT。首先,跟从前一样,用直径19.1mm的1美分硬币进行尺寸比较。这台平板笔记本电脑本身的尺寸为274.60mm×172.00mm×9.30mm,重680.40克。这里未展示可选的touch cover和type cover键盘,因为它可以跟我的第一代Surface Pro配合使用,所以我不打算对它动刀子。tCKednc

在1366×768像素的高清显示屏上方是720p前置摄像头,对应的后置摄像头与前置摄像头分辨率匹配,位于Surface RT背面的一块塑料条中间(图3)。每次看到塑料条,都让我想到下面应该有RF天线(一会儿再看)。tCKednc

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图3:Surface RT与直径19.1mm的1美分硬币的尺寸比较。显示屏上方是摄像头。tCKednc

打开支架(支架只有一个角度,其后代产品的支架位置则可以灵活调整),将Surface RT立起来,便于看到右侧的接口,从上到下分别为:扬声器、专有数字A/V、全尺寸USB 2.0、microSDXC(支架下方),以及磁吸电源连接器(图4)。tCKednc

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图4:Surface RT右侧的接口。tCKednc

设备左侧的接口分别为扬声器、模拟耳机/麦克风插孔和上/下音量调节按钮(图5)。tCKednc

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图5:Surface RT左侧的接口。tCKednc

现在该深入Surface RT内部了。第一步是卸下支架。先打开支架,可以看到支架下面、主机背面的一组产品标记(照片中还可以看到磁吸键盘连接器),如图6所示。tCKednc

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图6:Surface RT主机背面的一组产品标记。tCKednc

支架与主机之间的每个铰链连接处都有一个T5梅花头螺钉,将它们卸下来(图7)。tCKednc

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图7:支架与主机之间的每个铰链连接处都有一个T5梅花头螺钉。tCKednc

取下支架,其下方可以有更多的产品标记。比较有意义的信息包括:tCKednc

  • 型号:1516
  • FCC ID:C3K1516
  • 输入电压:12V/2.0A

图8显示了上文提到过的microSD卡,我准备留着,也许以后用得着。tCKednc

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图8:microSD卡。tCKednc

现在来拆那个塑料条。之前有人拆解Surface RT说只要撬动它,塑料条应该马上弹出来,但我的没有弹出来。也许因为我的平板是翻新设备,因此使用了更强力的粘合剂进行加固,也可能是因为我不够心灵手巧。tCKednc

图9显示了拆下来的塑料条顶部和底部,以及后置摄像头(旁边还有环境光传感器孔)和一个麦克风开孔的特写。tCKednc

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图9:塑料条的顶部和底部。tCKednc

图10是拆掉塑料条后的主机背面,从这里可以粗略一瞥主机内部。请注意,这里可以看到后置摄像头和环境光传感器以及MEMS麦克风的橡胶“通风孔”,但看不到天线,不过相信我,它们一定在里面。tCKednc

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图10:拆掉塑料条后的主机背面。tCKednc

接下来,我得拧下周围的17个T5梅花头螺钉,其中一个在保修贴纸(若是撕毁这张贴纸就享受不了保修)下面(图11)。tCKednc

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图11:拧下17个T5梅花头螺钉。tCKednc

拧下所有螺钉,以便将主机的两半分离(图12)。你能马上看出特别之处吗?tCKednc

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图12:拧下所有螺钉,将主机的两半分离。tCKednc

凑近点,看到那个发光的东西了吗(图13)?tCKednc

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图13:拧下所有螺钉后,可以看到一个发光体。tCKednc

在拆解Surface RT之前,我曾最后一次尝试给它充电以使它启动,这个灯证明了我的想法是对的:电池不是引起系统故障的根本原因。当然,与驱动整个电脑相比,点亮一个小LED灯所需的电量要小得多。tCKednc

将主机的两半分开(图14)。tCKednc

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图14:将主机的两半分开。tCKednc

接下来,请记住,电池子系统位于主机背面那一半,主机正面的那一半包含主板、LCD等。这也意味着,当你看到某一张图片左侧的电路板时,如果从主机的正面来看,与它关联的连接器位于右侧。tCKednc

说到这,我们再仔细看一下电池子系统。它由两块电池组成,通过一条柔性PCB电缆连接到系统的其余部分(图14上面部分)。tCKednc

很明显,电池子系统由两块截然不同的锂离子聚合物电池组成,额定功率为31.5Wh,合起来提供7.4V电压。tCKednc

现在再看另一半,乍一看和之前的那一半有点像,但实际上要有趣得多(图14下半部分)。这一半也包含两块大致正方形的白色区域,它们是三星LTL106AL01-002显示器的背光系统。tCKednc

这部分的所有元件都由塑料夹和T3/T4梅花头螺钉配合固定,用我的iFixit 64位工具套通常都可以轻松应对那些螺钉。首先,从右侧组件(记得吧,对应在照片的左侧)中拆下充电连接器和microSDXC读卡器(图15)。tCKednc

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图15:拆下充电连接器和microSDXC读卡器。tCKednc

其上方是右侧的扬声器和电源开关组件。将它们拆下来,就能更清楚地看到传感器是如何与外部连通的了(图16)。tCKednc

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图16:拆下右侧的扬声器和电源开关组件。tCKednc

然后拆下对应的左侧扬声器(图17)。tCKednc

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图17:拆下左侧的扬声器。tCKednc

图18显示了模拟耳机/麦克风插孔以及音量控制组件。tCKednc

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图18:模拟耳机/麦克风插孔及音量控制组件。tCKednc

至于其下方的这个组件(图19),之前拆解Surface RT的人很奇怪地认为是第三个扬声器,但我敢肯定这是纽扣电池,在主电池没电的情况下,用来保持系统设置(同意我的说法吗?)tCKednc

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图19:在主电池没电的情况下,纽扣电池用来保持系统设置。tCKednc

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最下方是触摸屏控制器PCB,如图20所示。第一个图片中有三个Atmel(现为Microchip Technology)mXT154触控控制器从IC,与另一面的Atmel mXT1386触摸屏主控制器SoC相匹配。tCKednc

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图20:触摸屏控制器PCB。tCKednc

图21显示了拆下这块PCB后剩下的部分。tCKednc

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图21:从主机拆下触摸屏控制器PCB。tCKednc

你是否留意到我把最精彩的部分(也许有人不同意)留到了最后?是不是很好玩?终于可以看一下组件顶部的主板了,以及将这部分也拆下后的剩余部分(图22)。tCKednc

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图22:组件顶部的主板及剩余部分。tCKednc

可能首先让你感到奇怪的是根本没有系统风扇。当然,对于轻薄型笔记本电脑和平板电脑而言,这种设计并不独特。也许更值得注意的是,设计中完全没有任何类型的无源铝散热器(通常很笨重)。不过你可能会像我一样想起来,这款平板笔记本电脑不是基于x86 CPU的系统,而是通常更节电的Arm架构系统,散热性较好。tCKednc

在我们探究法拉第笼的内部之前,先将PCB翻过来(图23)。这一面没什么可说的,只有两个明显的麦克风阵列端口,以及旁边的两个天线。tCKednc

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图23:顶部主板的背面只有两个麦克风阵列端口及两根天线。tCKednc

我猜测其中一根天线用于提供2.4GHz Wi-Fi通信和蓝牙,另一根用于5GHz频谱。不过,也可能蓝牙天线是嵌入PCB的,你们觉得呢?tCKednc

再回到正面,先拆下摄像头模块(图24),它们的分辨率都是720p。tCKednc

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图24:摄像头模块。tCKednc

再拆下那些法拉第笼(图25)。tCKednc

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图25:拆下法拉第笼之后的顶部主板。tCKednc

在所有器件中,一眼就看到了用于热管理的一小块导热膏。毫不意外,导热膏下面是采用4-plus-1四核Arm Cortex-A9配置的NVIDIA Tegra 3 SoC(图26);旁边是一个华邦25Q32BV 32Mb SPI串行闪存,可能用于存储BIOS启动代码。tCKednc

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图26:NVIDIA Tegra 3 SoC。tCKednc

如图27所示,在电路板的一侧可以看到4个三星K4B4G0846B 4Gb DDR3 SDRAM,共提供2GB系统存储。另外,还能看到Marvell Avastar 88W8797 2×2 WLAN/蓝牙/FM SoC,及相应的射频微器件RFFM8200和RFFM8500 Wi-Fi前端模块。tCKednc

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图27:电路板一侧包含SDRAM、WLAN/蓝牙/FM SoC及Wi-Fi前端模块等。tCKednc

如图28所示,在电路板的另一侧,可以看到Sandisk 32GB闪存存储模块、TI的TPS65911电源管理单元(PMU)、Wolfson 8962E立体声音频编解码器,以及赛普拉斯半导体的CY8C20466A CapSense 8位PSoC。另外请注意,在PCB的中间,有一块奇怪的空位,标着“J14”,表示连接器。tCKednc

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图28:电路板的另一侧包含闪存存储模块、电源管理单元、音频编解码器等。tCKednc

Surface RT可能已经不会再生产了,但在微软Surface Pro X系列中仍然能看到它遗留的痕迹。Surface Pro X系列采用了与高通联合开发的功能更强的Arm架构芯片,它不仅能够运行原生Arm编译代码,还支持x86编译软件的32位(即将推出64位)仿真。当然,苹果正将其全系列计算机产品线从英特尔的x86架构迁移到自己的Arm架构SoC,也是这一理念的验证。读者朋友,你对Surface RT或Surface Pro X产品设计有何看法?tCKednc

(本文编译自EDN英文网站,原文参考链接:Teardown: Microsoft Surface with Windows RT,由Jenny Liao编译)tCKednc

本文为《电子技术设计》2021年02月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里tCKednc

本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Brian Dipert
EDN资深博客作者。Brian Dipert是前EDN杂志的高级技术编辑。 他是BDTi的高级分析师,嵌入式视觉联盟的主编,以及AnandTech、EDN杂志和《低功耗设计》的特约编辑。 他也是Sierra Media的创始人。
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