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當(dāng)你早晨起床時(shí)，米家掃地機(jī)器人已經(jīng)在你的家中開始工作。它輕輕地在地板上移動(dòng)，幾乎沒有任何噪音地清潔著昨晚留下的灰塵和雜物。你可以輕松地享受早餐，而不用擔(dān)心地面的清潔問題。

哪怕你早上匆忙得來不及讓它打掃，在你離開家去上班后，仍然可以遠(yuǎn)程操控米家掃地機(jī)器人工作。它會(huì)智能地繞過桌腿和家具，清掃到每一個(gè)角落。當(dāng)你下班回家時(shí)，你可以踏入一個(gè)干凈、整潔的家，放松自己，無需花費(fèi)額外的時(shí)間和精力來打掃。

在當(dāng)下，掃地機(jī)器人已經(jīng)越來越受人歡迎。以一個(gè)相對低廉的價(jià)格，你就可以擁有掃地機(jī)器人來解放你的雙手，讓你從繁瑣的家務(wù)清潔之中脫身而出，輕松自在;讓你有更多的時(shí)間去做自己想做的事。

今天Big-Bit為大家?guī)砻准覓叩貦C(jī)器人的拆解，讓我們一起來看看這個(gè)“田螺姑娘”內(nèi)部是什么構(gòu)造，使用到了哪些元器件吧。

【主要元器件預(yù)覽】

全志(Allwinner)SoC R16-J

兆易創(chuàng)新(Giga Device)32位MCU GD32F103VCT6

瑞昱半導(dǎo)體 (Realtek) WLAN芯片 RTL8189ETV

旺宏(MXIC)FLASH-NAND存儲(chǔ)器芯片MX30LFXG18AC

南亞(NANYA)DRAM-DDR3 存儲(chǔ)器芯片NT5CC256M16EP

【米家掃地機(jī)器人產(chǎn)品】

米家掃地機(jī)器人正面

米家掃地機(jī)器人底部

在米家掃地機(jī)器人底部我們可以看到其產(chǎn)品信息。

產(chǎn)品：米家掃地機(jī)器人

產(chǎn)品型號(hào)：STYTJ02YM

額定功率：33W

額定電壓：14.8V

主機(jī)額定輸入電壓：20V

主機(jī)額定輸入電流：1.2A

制造商：佛山市云米電器科技有限公司

【米家掃地機(jī)器人拆解】

將米家掃地機(jī)器人的底部螺絲擰開，將蓋子掀開我們可以看到頂部有LDS激光測距傳感器模塊。底部則是由主控板、電機(jī)和風(fēng)機(jī)等元器件組成。

米家掃地機(jī)器人主控板上有一層用來防塵防水的塑料蓋，將蓋子掀開我們就能看到米家掃地機(jī)器人主控板的全貌。米家掃地機(jī)器人主控電路的全貌如下。

【主控電路板】

SoC芯片:

該米家掃地機(jī)器人的SoC芯片來自全志(Allwinner)，型號(hào)為R16-J，封裝形式為BGA-282。

全志(Allwinner)R16-J芯片是一款搭載了4個(gè)ARM Cortex-A7 CPU核心和Mali400MP2圖形架構(gòu)的SoC芯片，是專為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的高效四核解決方案，完美支持Android、Linux等主流操作系統(tǒng)的各種應(yīng)用。

全志(Allwinner)R16-J芯片基本參數(shù)

全志(Allwinner)R16芯片采用了極具性價(jià)比的四核ARM Cortex-A7架構(gòu)處理器，具有強(qiáng)大的運(yùn)算性能和豐富的接口;支持基于Linux的開源系統(tǒng)Tina™;支持AirPlay、DLNA、Qplay、Airkiss、Smart Link等多種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用協(xié)議;提供獨(dú)特的算法、IP包。

全志(Allwinner)R16-J 芯片框架圖

該芯片通過多種特性的平衡組合實(shí)現(xiàn)了更低的功耗：極其節(jié)能的 Cortex-A7 CPU 內(nèi)核、先進(jìn)的制造工藝、省電的 DVFS 技術(shù)支持以及低功耗設(shè)計(jì)架構(gòu)等。該SoC芯片還可應(yīng)用于智能音箱等智能家居領(lǐng)域。

MCU芯片：

該米家掃地機(jī)器人的MCU芯片來自兆易創(chuàng)新(Giga Device)，型號(hào)為GD32F103VCT6，封裝形式為LQFP-100。

兆易創(chuàng)新GD32F103xx 系列芯片是一款基于 Arm®Cortex®-M3 RISC 內(nèi)核的 32 位通用微控制器。其運(yùn)行頻率最高可達(dá)108MHz，F(xiàn)lash存取達(dá)到零等待狀態(tài)，提供3024KB的片上閃存和高達(dá)96KB的SRAM，支持連接到兩條APB總線的增強(qiáng)型I/O口和各種片內(nèi)外設(shè)。

該系列MCU芯片提供高達(dá)3個(gè)12-bit 1MSPS ADC和10個(gè)通用型16-bit定時(shí)器，1個(gè)PWM高級定時(shí)器，以及配備標(biāo)準(zhǔn)型和高級通信接口。

兆易創(chuàng)新GD32F103xx 系列芯片基本參數(shù)

該MCU芯片提供多種省電模式，保證了在喚醒延遲和功耗之間實(shí)現(xiàn)最大優(yōu)化的靈活性。上述特性使得GD32F103xx器件適用于廣泛的應(yīng)用，特別是在工業(yè)控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電力監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)、消費(fèi)類和手持設(shè)備、POS、車載GPS、可視對講、PC外設(shè)等領(lǐng)域。

WLAN芯片：

該米家掃地機(jī)器人的WLAN芯片來自瑞昱半導(dǎo)體 (Realtek)，型號(hào)為RTL8189ETV，封裝形式為QFN-32。

Realtek RTL8189ETV 是一款 802.11bgn 2.4G 單芯片，集成了無線LAN (WLAN))和網(wǎng)絡(luò) SDIO接口(兼容 SDIO 1.1/2.0/3.0)控制器。它將WLAN MAC、支持1T1R的WLAN基帶和WLAN RF集成在一個(gè)芯片中，為高吞吐量性能集成無線 LAN 設(shè)備提供完整的解決方案。

瑞昱半導(dǎo)體 (Realtek) RTL8189ETV芯片基本參數(shù)

RTL8189ETV WLAN 基帶實(shí)現(xiàn)具有 1 個(gè)發(fā)送路徑和 1 個(gè)接收路徑的正交頻分復(fù)用 (OFDM)，并且與 IEEE 802.11n 規(guī)范兼容。其功能包括單空間流傳輸、400ns 的短保護(hù)間隔 (GI)、空間擴(kuò)展以及超過 20MHz 和 40MHz 帶寬的傳輸。為了實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)兼容性，RTL8189ETV芯片還包括直接序列擴(kuò)頻 (DSSS)、補(bǔ)碼鍵控 (CCK) 和 OFDM 基帶處理，以支持所有 IEEE 802.11b 和 802.11g 數(shù)據(jù)速率，可以使用差分相移鍵控調(diào)制方案、具有數(shù)據(jù)加擾功能的 DBPSK 和 DQPSK，并且 CCK 提供對具有長或短前導(dǎo)碼的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)速率的支持。

瑞昱半導(dǎo)體 (Realtek) RTL8189ETV 芯片框架圖

RTL8189ETV WLAN MAC 支持用于多媒體應(yīng)用的802.11e、用于安全的 802.11i以及用于增強(qiáng)MAC協(xié)議效率的802.11n，使用諸如具有BA和A-MSDU的A-MPDU之類的數(shù)據(jù)包聚合技術(shù)，協(xié)議效率顯著提高。Legacy Power Save 和 U-APSD 等節(jié)能機(jī)制可減少空閑時(shí)間期間浪費(fèi)的功率，并補(bǔ)償傳輸 OFDM 所需的額外功率。RTL8189ETV芯片還提供簡單的傳統(tǒng)機(jī)制和 20MHz/40MHz 共存機(jī)制，以確保向后兼容性和網(wǎng)絡(luò)兼容性。

該WLAN芯片還可廣泛應(yīng)用于智能家居、機(jī)頂盒等WIFI模塊中。

存儲(chǔ)芯片：

該米家掃地機(jī)器人的存儲(chǔ)芯片分別來自于旺宏(MXIC)，型號(hào)為MX30LFXG18AC 的FLASH存儲(chǔ)器芯片，封裝形式為SOP-48;另一顆來自于南亞(NANYA)，型號(hào)為NT5CC256M16EP 的標(biāo)準(zhǔn)型 DRAM-DDR3 存儲(chǔ)器芯片，封裝形式為96-Pin VFBGA。

旺宏(MXIC)MX30LFXG18AC是一款 FLASH-NAND存儲(chǔ)器芯片，由 3V SLC NAND 閃存組成，密度范圍為 512Mb 至 8Gb。

MX30LFxG18AC存儲(chǔ)芯片 通常以 2,112 字節(jié)的頁進(jìn)行訪問，以進(jìn)行讀取和編程操作，其陣列被組織為數(shù)千塊，由64頁(2,048+64)組成，兩個(gè) NAND 串結(jié)構(gòu)中的字節(jié)，每個(gè)串中有 32 個(gè)串聯(lián)單元。 每個(gè)頁面都有一個(gè)附加的64 字節(jié)用于 ECC 和其他用途。

旺宏(MXIC)MX30LFXG18AC存儲(chǔ)芯片基本參數(shù)

該存儲(chǔ)芯片具有 2,112 字節(jié)的片上緩沖區(qū)，用于數(shù)據(jù)加載和訪問。MX30LFxG18AC 的緩存讀取操作可實(shí)現(xiàn) 25us 的首字節(jié)讀取訪問延遲和 20ns 的順序讀取延遲，并且下一個(gè)連續(xù)頁面的延遲時(shí)間將從 tR 縮短到 tRCBSY。MX30LFxG18AC存儲(chǔ)芯片 在所有操作模式(讀取/編程/擦除)下的功耗均為 30mA，在待機(jī)模式下功耗為 50uA。

3V SLC NAND閃存產(chǎn)品組合均具有數(shù)據(jù)和代碼存儲(chǔ)所需的高性能和高可靠性，非常適合電視、STB、數(shù)碼相機(jī)、IPC、工業(yè)系統(tǒng)等嵌入式應(yīng)用。

南亞(NANYA)NT5CC256M16EP是一顆4Gb DRAM-DDR3存儲(chǔ)器芯片，它內(nèi)部配置為八進(jìn)制 DRAM。

該芯片構(gòu)成為 64Mbit x 8 I/O x 8 組和 32Mbit x16 I/O x 8 組。 這些同步器件可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 2133 Mb/秒/引腳的高速雙倍數(shù)據(jù)速率傳輸速率，適用于一般應(yīng)用。

南亞(NANYA)NT5CC256M16EP存儲(chǔ)芯片基本參數(shù)

該芯片的設(shè)計(jì)符合所有關(guān)鍵 DDR3(L) DRAM 關(guān)鍵特性，并且所有控制和地址輸入均與一對外部提供的差分時(shí)鐘同步。輸入在差分時(shí)鐘的交叉點(diǎn)(CK 上升沿和 CK 下降沿)被鎖存。所有 I/O 均以源同步方式與單端 DQS 或差分 DQS 同步。

電源管理芯片：

該米家掃地機(jī)器人的電源管理芯片分別來自于芯智匯(X-Powers)，型號(hào)為 AXP223，封裝形式為QFN-68;另一顆來自于如韻電子(CONSONANCE)，型號(hào)為CN3704，封裝形式為TSSOP16。

芯智匯(X-Powers)AXP223是一款高集成度的電源管理芯片，針對需要多路電源轉(zhuǎn)換輸出的應(yīng)用，既可與其他BMU配合構(gòu)成電池應(yīng)用場景的電源解決方案。

AXP323芯片支持6路電源輸出(包括3路DCDC和3路LDO)，其中DCDC1/2支持雙相工作，可以作為高性能供電方案的大電流補(bǔ)充。為保證電源系統(tǒng)安全穩(wěn)定，AXP323芯片集成了過壓(OVP)、欠壓(UVP)、過流(OCP)以及過溫(OTP)等保護(hù)電路。

芯智匯(X-Powers)AXP223芯片基本參數(shù)

此外，AXP323芯片具有開關(guān)機(jī)、休眠喚醒等電源管理功能，支持TWSI，讓系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)輸出電壓、控制電源的輸出與關(guān)閉、靈活配置中斷管理和休眠喚醒條件。該電源管理芯片常用于OTT盒子和IPC。

如韻電子(CONSONANCE)CN3704是一款是PWM降壓模式四節(jié)鋰電池充電管理集成電路，獨(dú)立對四節(jié)鋰電池充電進(jìn)行自動(dòng)管理。

CN3704芯片具有恒流和恒壓充電模式，非常適合鋰電池的充電。在恒壓充電模式，CN3704芯片將電池電壓調(diào)制在16.8V，精度為±1%;在恒流充電模式，充電電流通過一個(gè)外部電阻設(shè)置。

對于深度放電的鋰電池，當(dāng)電池電壓低于11.2V時(shí)，CN3704芯片用所設(shè)置的恒流充電電流的15%對電池進(jìn)行涓流充電。在恒壓充電階段，充電電流逐漸減小，當(dāng)充電電流降低到外部電阻所設(shè)置的值時(shí)，充電結(jié)束。在充電結(jié)束狀態(tài)，如果電池電壓下降到16V時(shí)，自動(dòng)開始新的充電周期。當(dāng)輸入電源掉電或者輸入電壓低于電池電壓時(shí)，CN3704芯片自動(dòng)進(jìn)入睡眠模式。

如韻電子(CONSONANCE)CN3704芯片特點(diǎn)

其它功能包括輸入低電壓鎖存，電池溫度監(jiān)測，電池端過壓保護(hù)和充電狀態(tài)指示等。該充電管理IC還可以適用于筆記本電腦、便攜式工業(yè)和醫(yī)療儀器、電動(dòng)工具、獨(dú)立電池充電器等。

MOSFET：

該米家掃地機(jī)器人的MOSFET分別來自于新潔能(ncepower)，型號(hào)為NCE30P30K，封裝形式為 TO-252-2L;阿爾法和歐米伽半導(dǎo)體(AOSL)，型號(hào)為AOD444，封裝形式為TO252;友順(UTC)，型號(hào)為UTT30P06，封裝形式為TO252。

新潔能(ncepower)NCE30P30K是一顆P溝道增強(qiáng)型功率MOSFET。

特征：

● VDS=-30V，ID=-30A

RDS(ON) <18mΩ @ VGS=-10V

RDS(ON) <30mΩ @ VGS=-4.5V

● 高密度電池設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)超低 Rdson

● 全面表征雪崩電壓和電流

● 穩(wěn)定性好、均勻性好、EAS高

● 優(yōu)良封裝，散熱良好

新潔能NCE30P30K 采用先進(jìn)的溝槽技術(shù)和設(shè)計(jì)，可提供出色的 RDS(ON) 和低柵極電荷。該器件非常適合高電流負(fù)載應(yīng)用。該MOSFET還可應(yīng)用于全橋轉(zhuǎn)換器高邊開關(guān)和LCD顯示器用DC/DC轉(zhuǎn)換器

AOSL的AOD444是一顆N溝道中壓MOSFET。

基本參數(shù)：

l VDS=60V

l ID (at VGS=10V) 12A

l RDS(ON) (at VGS=10V) < 60m?

l RDS(ON) (at VGS = 4.5V) < 85m?

AOD444將先進(jìn)的溝槽MOSFET技術(shù)與低電阻封裝相結(jié)合，提供極低的RDS(ON)。這些器件適用于PWM、負(fù)載開關(guān)和通用應(yīng)用。

友順(UTC)UTT30P06是一顆P溝道功率MOSFET。

基本參數(shù)：

l RDS(ON) ≤ 50 m? @ VGS= -10V, ID= -15A

l RDS(ON) ≤ 65 m? @ VGS=-4.5V, ID=-15A

l High Switching Speed

UTC UTT30P06是一款采用UTC先進(jìn)技術(shù)的P溝道功率MOSFET，為客戶提供高開關(guān)速度和最小的通態(tài)電阻。它還可以承受雪崩中的高能量。該MOSFET適用于低壓和高速開關(guān)應(yīng)用

高速硅柵CMOS：

該米家掃地機(jī)器人的高速硅柵CMOS來自于安世半導(dǎo)體(nexperia)，型號(hào)為74HC14D，封裝形式為SO14。

安世半導(dǎo)體(nexperia)74HCT14是具有施密特觸發(fā)器輸入的六角反相器。該器件具有降低的輸入閾值電平，可連接至 TTL 邏輯電平。其輸入還包括鉗位二極管，這使得可以使用限流電阻將輸入連接到超過 VCC 的電壓。

安世半導(dǎo)體(nexperia)74HCT14基本參數(shù)

安世半導(dǎo)體(nexperia)74HCT14能夠?qū)⒕徛兓妮斎胄盘?hào)轉(zhuǎn)換成清晰無抖動(dòng)的輸出信號(hào)。該CMOS還可廣泛應(yīng)用于波形和脈沖整形器、非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。

以上為米家掃地機(jī)器人拆解全部內(nèi)容。

【米家掃地機(jī)器人使用體驗(yàn)】

米家掃地機(jī)器人憑借著其簡潔大方的設(shè)計(jì)、便捷的操作、出色的清潔效果深受大眾青睞。在某平臺(tái)上，僅小米官方旗艦店一家店一個(gè)月就能賣出3000多臺(tái)米家掃地機(jī)器人。

在對其評價(jià)中我們能看到，用戶在使用米家掃地機(jī)器人過程中體驗(yàn)非常好，清潔干凈、智能化程度高、高性價(jià)比、可以通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程操控以及掌握情況是大家對這款產(chǎn)品比較具有代表性的評價(jià)。

【總結(jié)】

在此次米家掃地機(jī)器人拆解的過程中，從米家掃地機(jī)器人主控板上可以看到，相關(guān)元器件的集成度越來越高。該米家掃地機(jī)器人主控板的集成度已經(jīng)可以和大部分手機(jī)主板相媲美。并且隨著掃地機(jī)器人的功能越來越多越來越復(fù)雜，例如上述所說到的智能規(guī)劃路線、定時(shí)清掃、自動(dòng)回充等等，這意味著其所需要的性能越來越高。

本次拆解Big-Bit就發(fā)現(xiàn)，該米家掃地機(jī)器人用到了SoC+MCU的組合方案。在此前拆解的智能家居中，基本上都是一個(gè)單片機(jī)就能完成。而隨著未來其他智能家居對于性能要求也的增加，SoC+MCU組合的方案或許會(huì)有更多的應(yīng)用。

Big-Bit還發(fā)現(xiàn)了米家掃地機(jī)器人所使用的關(guān)鍵元器件的一個(gè)特點(diǎn)——低功耗。為了響應(yīng)國家“減碳”的政策以及由于產(chǎn)品特性和使用場景的原因，目前智能家居在元器件使用方面對于低功耗的需求越來越高。

從此次拆解的米家掃地機(jī)器人來看，其所使用的SOC芯片為全志(Allwinner)的R16-J。該SOC芯片通過多種特性的平衡組合實(shí)現(xiàn)了更低的功耗：極其節(jié)能的 Cortex-A7 CPU 內(nèi)核、先進(jìn)的制造工藝、省電的DVFS 技術(shù)支持以及低功耗設(shè)計(jì)架構(gòu)等。而此次所使用的兆易創(chuàng)新(Giga Device)32位MCU GD32F103VCT6，其所使用的Arm®Cortex®-M3 內(nèi)核，在處理能力、降低功耗和外設(shè)設(shè)置方面具有最佳比率，并且提供了三種省電模式，同主頻下的工作電流比市場同類產(chǎn)品降低20-30%，在最高主頻下的全速運(yùn)行功耗僅為1.05mW/MHz。

我們可以看到此次米家掃地機(jī)器人所使用的兩款處理器均有著低功耗的特點(diǎn)。這也將是未來智能家居MCU市場的主流發(fā)展方向。