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【转】拆解诺基亚N91:曾经的黑科技手机,内置机械硬盘

菜鸟
2020-07-15 16:42:32    评分

世界上最小的机械硬盘长啥样?
今天,估计没什么人会关心机械硬盘的小型化了,毕竟基于闪存的SSD、UFS已经非常成熟,机械硬盘早已沦为仓库盘,人们更关心容量而不是体积。
然而,将时间拉回到十五年前,在那个闪存还是天价且容量严重受限的年代,如何缩小机械硬盘的体积就成了硬盘厂商们头疼的问题。
今天,我来拆解一台将机械硬盘小型化做到极致的代表产品——诺基亚N91。

N91是诺基亚发售于2006年年初的手机,主打音乐功能。采用下滑盖设计,机身表面覆盖大面积不锈钢材质,拿在手里沉甸甸的,可谓“防身利器”
然而,真正的黑科技是内置的东芝0.85寸微硬盘,足足4GB容量,放当年可是傲视群雄的存在。不过也正是这块硬盘,让N91成为了诺基亚史上最不耐摔的手机,可以说是逢摔必坏。
N91坏硬盘成了家常便饭,加上随后几年闪存的快速发展,从此以后诺基亚再也没有推出过硬盘手机,N91开创了手机上搭载机械硬盘的先河,同时也是诺基亚硬盘手机的绝唱。
另外,硬盘产生的高达1.5W的额外功耗,大大缩短了手机的续航时间,名副其实的电老虎,一天一充甚至一天两充都不是没有可能,特别是长时间听歌时硬盘无法进入休眠状态,续航表现更为糟糕。

  型号:诺基亚N91-1(RM-43)
  尺寸:113.1×55.2×22㎜
  重量:164g
  屏幕:26万色半反射式TFT
  屏幕分辨率:176×208(2.1英寸)
  硬件平台:诺基亚BB5全家桶(OMAP + RAP3G + RETU + TAHVO + HINKU + VINKU)
  操作系统:Symbian OS S60v3MR
  CPU:德州仪器OMAP? 1710 ARM926 220MHz
  RAM:64MB
  ROM:64MB
  内置硬盘:4GB(0.85英寸)
  摄像头:200万像素CMOS,固定焦距式
  电池:BL-5C
  收音机:支持
  软件支持:支持大多数S60v3平台的SIS软件及Java MIDP 2.0 CLDC 1.1,支持Mobile 3D
  Graphics API(JSR 184)和Mobile Media API(JSR 135)
  音频输出:3.5㎜标准耳机插孔,支持HS-28专用线控耳机
  网络:GSM 900/1800/1900MHz;WCDMA 2100MHz
  WLAN:支持
  蓝牙:支持


划开下滑盖,机器自动亮屏,S60v3MR的系统UI和S60v2FP3(比如诺基亚N70/N72)很接近:

任何界面按一下音乐控制键盘右上角的凸起按键,都会跳转到音乐播放界面,这也进一步说明了N91的音乐手机定位。

继续外观展示:背面

背面特写,不锈钢后盖,顶部为200万像素摄像头:

顶部,电源键、键锁开关、耳机/线控插口:

底部,麦克风小孔和充电接口:

左侧面,音量键、扬声器开孔、右侧的mini USB数据接口(不支持充电):

右侧面,功能表键和后盖开启按钮:

目前已经没多少能联网用的塞班软件了,UC浏览器首页的大部分连接也都挂了:

可以连Wi-Fi:

新闻还能看:

当然数码之家论坛也能打开,不过只支持老站,新站会提示XML解析失败:

帖子正常浏览:

接下来就是大家喜闻乐见的拆机环节了
PS:由于拆机时忘了拍照,部分照片实为回装时补拍,请大家不要介意。
从后面开始拆,可以用最粗的那种尼龙扎带代替撬机棒,可以很轻松地弄开盖,而且不留痕迹。

烂大街的BL-5C电池:

顶部摄像头附近的印刷线路就是N91的天线了,摄像头周围一圈最大的是2G GSM天线,下面又短又小的是WLAN/蓝牙天线,最左侧的是3G WCDMA天线。

把能看见的6颗粗旷的螺丝(相比如今细小的螺丝来说)拧下来:

成功分离中壳,主要的附件,包括外放喇叭、硬盘、振动马达等都在中壳上,通过触点的形式与主板连接。

外放喇叭,N91的音腔可以算是我见过的诺基亚手机中最大的了,低音效果不错,然而高音依然很糊。

拆下来的喇叭特写,很常见的三磁路喇叭,这款喇叭和诺基亚的很多机型甚至部分后期的其它品牌的安卓机都通用,找配件非常方便。


振动马达,古老的空心杯凸轮转子马达,振感不错:

重点来了,产自东芝的0.85寸机械硬盘模块。
不得不感叹当年曰本的技术实力,当年可没有PMR,SMR硬盘之分,能把机械硬盘做得这么小,没两把刷子肯定做不到。
然而就跟录像机一样,再精密的机电一体化装置,无法解决可靠性问题,注定会被更先进的技术取代,实则这种硬盘推出还不到一年,闪存就突破了2GB大关,而且价格越来越低,所以微硬盘设计很快被放弃,转而采用更先进的NAND Flash固态存储技术。
PS:因为这台手机还可以正常使用,所以就不拆开硬盘内部了,下面这篇头条文章有拆解内部详细图拆解世界上最小的机械硬盘!4G容量0.85英寸仅一枚硬币大小


放个1角钱硬币做个参照,你就知道有多小了:

PS:由于机器还要用,我就不撕开铜箔了,这里借用坛友nblsaki的图片看一下硬盘的铭牌:


和一张SD卡大小对比

这些是希捷CF接口8G容量1英寸微硬盘与CORNICE的2G容量1英寸微硬盘,及最右边的0.85寸微硬盘对比,接口不详

右下角的那个东芝0.85寸微硬盘最小巧~很是漂亮

PS:这个硬盘的接口看起来就是MMC,至于为什么很多人尝试使用普通读卡器无法读出,我想可能是供电的问题,一般的读卡器只有一路1.8V供电,而这个硬盘的供电要求为3V 0.5A(普通MMC卡多为3.3V/1.8V双电压自适应,工作电流也就几十mA),自然就读不出来了。
放一张普通MMC卡做对比:

接下来是主体部分:

拿掉主板后的前壳:

下滑盖滑出状态,下滑盖并没有采用排线,而是靠下面的两组共6根滑道与主板实现电连接,可靠性不做评价:

下滑盖正面特写:

背面:

取出下滑盖后的前壳:

屏幕拿出来:

屏幕固定框,上方为听筒:


屏幕,和我前面拆的诺基亚7610的屏幕是通用的:


继续看主板部分:


按键:


摄像头特写,感觉和诺基亚7610的摄像头是同一个模子刻出来的,只是换了传感器而已:


摄像头装在主板上的样子:

主板背面(摄像头面)全貌(用料还是非常扎实的):

大名鼎鼎的德州仪器OMAP1710处理器,主频220MHz,内置DSP核心,支持Java硬件加速:

这是ROM/RAM二合一芯片,包含64MB ROM + 64MB RAM,将两种存储合二为一的做法在如今的中低端智能手机上仍然可以见到。

诺基亚自主研发的RAP3G基带处理器,属于BB5平台全家桶成员,支持WCDMA 3G网络,性能强大:

RAP3G也有独立的ROM与RAM,都为8MB(左为RAM,右为ROM):

BB5全家桶成员中的能量管理芯片RETU,负责开机逻辑、复位、RTC、SIM卡、音频、电压、振动器等,作用类似于电脑中的EC与声卡的合体。
值得注意的是,RETU已内置了立体声Codec,不过素质不佳(用过N70、N72的应该深有体会,底噪感人,低频下潜力不足,高频也发涩),因此N91外加了独立的立体声****和耳放电路,音质大为改观。

另一块能量管理芯片TAHVO,负责核心电压、电平转换、充电控制、电流检测、灯光控制等,算是对RETU功能上的补充:
PS:由于该芯片直连电池与充电接口,对于装电池一直发热不开机的机器,可以首先检查这颗芯片的好坏。

这就是那颗独立解码芯片——德州仪器TLV320AIC33,这是一颗32bit 96KHz的立体声解码芯片,信噪比达100-dBA,内置均衡器和音效处理功能。搭配德州仪器TPA4411YZH耳放芯片(图中左下角不起眼的小黑方块),能提供80mW的耳机输出功率,并且支持增益调节,即不改变****输出电平的情况下实现音量控制。
这就是诺基亚N91推力大、音质好的全部秘密,同时也否定了什么雅马哈芯片的谣传,不存在的。

这是一块SN74AVCA406ZQCR电平转换IC,用于桥接硬盘与OMAP1710处理器的MMC端口,这也进一步证实了这块4GB微硬盘采用了MMC协议。

这颗芯片居然是加速度传感器,系统中未见任何有关的选项,其功能让人浮想联翩,检测跌落?保护硬盘?

翻过来看看PCB正面,即朝向屏幕的那一面,这一面主要是射频方面的电路。

打开三个能打开的屏蔽罩:

首先是这颗最大的芯片,这是WLAN控制器,支持802.11b/g,集成了基带、MAC与射频调制。国行版N91简单粗暴,该区域一片空白,连焊盘都没有留下。

往右看,这是飞利浦的TEA5761UK FM收音机芯片,和大家耳熟能详的TEA5767是近亲,基本可以看成是其BGA版本。

往左看,WLAN的功放芯片:

再往上看,蓝牙芯片,当年普遍将WLAN与蓝牙分成两块芯片,再用合路器共用一条天线,比现在的五合一无线芯片复杂了不少,集成度低了许多。

这是GSM射频部分,硕大的FEM模块:

另一边,WCDMA射频电路,当年不同制式的射频电路也是分开的。国行版同样简单粗暴,这个位置也有屏蔽罩,不过打开后一片空白,同样连焊盘都没有留下。

中间这个焊死的屏蔽罩下面是中频IC(HINKU、VINKU),负责射频调制收发。

这是用于断电走时的存电装置,可以在拔了电池的情况下维持系统时钟继续运作一个小时,不用每次拔电池都重新对时。这个到底是超级电容还是一般的可充电电池不得而知,反正就是爱漏液,一漏液就腐蚀PCB铜箔,留下故障隐患。

检测下滑盖位置的霍尔开关,位于键盘下方:

另一颗霍尔开关,位于SIM卡座旁边,用于检测后盖开启,如果在开机状态下打开后盖,系统会强行关闭硬盘并在屏幕上弹出警告。

这个芯片查了下居然是个LDO,用于硬盘供电:

USB接口,是PSP的那种mini USB接口,数据线可以通用,个人认为单从接口上来说比micro USB坚固:

USB座采用表面贴装,没有穿板,牢固性堪忧:

最后,上一个十分拥挤的全家福:

总结:
诺基亚N91确实有它的过人之处,只是生不逢时,采用了不那么可靠的存储介质,如果晚一年上市,把内置硬盘换成闪存或存储卡接口,搭载更高分辨率的屏幕,也许会更为成功。
虽然现在看来,N91的软硬件已经如此过时,但除了满足好奇心之外,我们未尝不从中感受到了技术发展的大趋势——越来越强大的功能与越来越低的成本。


来源:数码之家


高工
2020-07-17 09:27:07    评分
2楼

没想到老款手机里面有这么多东西


助工
2020-07-22 10:32:03    评分
3楼

看起来还是比较复杂的


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