出鏡 | 與非網(wǎng)資深分析師 曹順程

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說(shuō)起來(lái)你可能不信，手寫筆也是移動(dòng)電子設(shè)備更新迭代的一個(gè)見證者，從電阻式、電容式、再到現(xiàn)在的無(wú)線藍(lán)牙壓感式，手寫筆向著外觀更精致、結(jié)構(gòu)更合理、功能更強(qiáng)大、書寫更貼近自然的方向進(jìn)化著，當(dāng)然要實(shí)現(xiàn)這些特色，少不了高集成度的硬件方案，穩(wěn)定可靠的無(wú)線連接，高效率的無(wú)線充電，考慮到這些因素，現(xiàn)在的手寫筆硬件方案還挺復(fù)雜的，值得深究一番。

本期硬核拆評(píng)就為大家?guī)?lái)華為 M-Pencil 手寫筆拆解，看看這款在華為商城 99%好評(píng)率的產(chǎn)品硬件方案到底是什么？拆機(jī)見真相！

拆機(jī)全程 圖文呈現(xiàn)

M-Pencil 采用一體式設(shè)計(jì)，筆桿摸上去有點(diǎn)像鋁合金的材質(zhì)，但是考慮到它具備無(wú)線充電的功能，大概率是把塑料做成了這種手感，非常棒。

另外，手寫筆筆尖跟筆桿之間是有縫隙的，可以按壓，不難推測(cè)壓力大小就是根據(jù)筆尖伸縮程度來(lái)判斷的。目測(cè)除了筆尖可以取下外，還有頂部的筆帽可以摘下，但其它地方就基本無(wú)從入手，那么開拆。

拆掉筆帽后可以看到頂部有個(gè)裸露出的銅片，無(wú)疑是天線了。另外這手寫筆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)真是絕了，只能依靠暴力拆解，完全不給復(fù)原的可能。

如下，外殼給去掉后的全家福。

初見 M-pencil 的硬件方案，既驚嘆于 PCB 設(shè)計(jì)的精致，又感嘆于目前的芯片集成度和封裝技術(shù)，這支筆的硬件復(fù)雜程度跟難度都遠(yuǎn)超于一般的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。大致看了一下，板上的功能大概可以分為無(wú)線充電接收部分，電源供給部分，傳感器部分，核心控制部分以及無(wú)線傳輸部分。

這里是無(wú)線充電接收端的感應(yīng)線圈，而相對(duì)應(yīng)的背面就是無(wú)線充電接收端的電路，下圖中沒有絲印的這顆芯片（綠色）就是無(wú)線充電的控制芯片，不知是定制的產(chǎn)品還是華為海思自己的產(chǎn)品。

順著無(wú)線充電這邊就是從電池出來(lái)的電源供給部分，為板子上各芯片提供電壓。

另外傳感器部分又可以分為觸摸功能部分以及壓力傳感器采集處理部分，觸摸部分通過(guò)匯頂?shù)挠布|摸方案實(shí)現(xiàn)，實(shí)際表現(xiàn)為切換手寫筆的功能；

而壓力傳感器采集部分是整支手寫筆的核心電路之一，并且從實(shí)際拆解來(lái)看，電路也異常復(fù)雜。實(shí)現(xiàn)這部分的功能除了前端采集放大電路，主要依靠一顆 FPGA 芯片以及一顆 MCU 配合實(shí)現(xiàn)的。

與壓力傳感器采集處理電路相對(duì)應(yīng)的另一個(gè)核心硬件電路就是控制以及無(wú)線連接，但是看了一圈沒有找到相應(yīng)的芯片組，怎么回事？經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn) PCB 中間帶有屏蔽罩的器件周圍包含了實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及射頻時(shí)鐘晶振，不難推測(cè)屏蔽罩里的就是 MCU 以及無(wú)線連接部分的芯片了。

只不過(guò)讓筆者比較意外的是原本以為它會(huì)像 Apple Pencil 那樣將無(wú)線連接以及 MCU 這兩部分分開，但是從這屏蔽罩尺寸來(lái)看應(yīng)該是集成在一起了？再看周圍電路很多都是空有焊盤沒有元器件，都是空貼，從這都能看出這硬件方案的厲害之處，大幅降低外圍元器件，可以有效降低硬件設(shè)計(jì)難度并減少 PCB 設(shè)計(jì)的空間，簡(jiǎn)直就是為小巧的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備量身打造的硬件方案。

靈魂拷問(wèn)：誰(shuí)家芯片，如此牛X？

話不多說(shuō)，那就來(lái)拆下這個(gè)屏蔽罩見證真相。芯片上的絲印為 WB55？真相是？經(jīng)查為 ST 的 STM32WB。翻看下這顆器件的資料，居然是顆雙核、多協(xié)議的無(wú)線微控制器芯片。

STM32WB內(nèi)部集成了一個(gè) 64MHz 的 Arm Cortex-M4 內(nèi)核作為應(yīng)用處理器，一個(gè) 32MHz 的 Arm Cortex-M0+作為網(wǎng)絡(luò)處理器，獨(dú)立兩核設(shè)計(jì)，也就說(shuō)是射頻處理部分不需要占用微控制器的大核心，這樣就能更合理的分配性能資源，雙核架構(gòu)下依然做到整體的低功耗，達(dá)到性能與功耗的最優(yōu)平衡點(diǎn)。

在微控制器部分，STM32WB 采用了與 STM32L4相同的開發(fā)技術(shù)，換而言之，STM32L4 MCU 有的東西，像多種低功耗模式，數(shù)字模擬外設(shè)等，這顆無(wú)線微控制器也都有，這就方便了，相信熟悉 STM32L4 的工程師也能快速上手這顆器件的開發(fā)，簡(jiǎn)單移植就能量產(chǎn)產(chǎn)品，還有比這更愜意的研發(fā)嗎？

在無(wú)線連接方面，STM32WB 支持藍(lán)牙 5.0 和 IEEE 802.15.4 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，可以支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、ZigBee，OpenThread，并且強(qiáng)悍之處在于可以同時(shí)運(yùn)行藍(lán)牙 5.0 和 802.15.4 無(wú)線協(xié)議。

有了無(wú)線連接，當(dāng)然也少不了安全性，STM32WB 同樣做得非常到位，支持 256 位 AES 硬件加密等功能。東西太多，感興趣的小伙伴可以自己去 ST 官網(wǎng)看。

當(dāng)然，如果你真想用這顆無(wú)線微控制器開發(fā)，資料跟生態(tài)肯定少不了，ST提供了這顆 MCU 的開發(fā)套件，另外還有在線的課程可以看，讓你盡快熟悉這個(gè)產(chǎn)品，非常不錯(cuò)。簡(jiǎn)而言之，這個(gè)產(chǎn)品提供了一站式全套的軟硬件解決方案支持。

寫在最后

因?yàn)槲沂稚弦矝]有適配這筆的平板，所以也無(wú)從談及實(shí)際體驗(yàn)到底如何？但是通過(guò)對(duì) M-Pencil 的拆解，至少能看到這是一款精“芯”打造的高品質(zhì)手寫筆，尤記得 Apple Pencil 二代雖然也是采用 ST 的核心控制，但也只是采用了微控制器與無(wú)線連接功能分開的硬件方案，而華為的 M-Pencil 算是在此基礎(chǔ)上的一次小超越，畢竟這種將微控制器與射頻系統(tǒng)合二為一的方案，不但降低了硬件設(shè)計(jì)的難度，也給像手寫筆這種空間敏感型的產(chǎn)品騰出了寶貴的 PCB 空間，舉一反三來(lái)說(shuō)，我們的研發(fā)人員可以花更多時(shí)間在產(chǎn)品的創(chuàng)意和功能上，而無(wú)需苦惱于硬件本身設(shè)計(jì)的難度，何樂(lè)而不為呢？

原文標(biāo)題：全網(wǎng)首拆 精芯打造 | 華為手寫筆M-Pencil憑什么好評(píng)率可達(dá)99%？

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