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二維碼都不陌生，在我們現(xiàn)在的生活中隨處可見(jiàn)，比如，微信加朋友，掃描一下二維碼即可；買(mǎi)東西付款，直接出示二維碼；甚至現(xiàn)在很多芯片上都貼上或刻上了二維碼的絲印。

二維碼是近幾年來(lái)移動(dòng)設(shè)備上超流行的一種編碼方式，比傳統(tǒng)的一維條形碼能存更多的信息，也能表示更多的數(shù)據(jù)類(lèi)型，所以它在支付、防偽、信息獲取等領(lǐng)域中都會(huì)使用到。

而相應(yīng)的二維碼掃描儀也成了這個(gè)時(shí)代發(fā)展中成指數(shù)級(jí)爆發(fā)增長(zhǎng)的一個(gè)現(xiàn)象級(jí)硬件產(chǎn)品，市面上的二維碼掃描儀五花八門(mén)，但是，他們都有一個(gè)特點(diǎn)，很笨重，不夠精致小巧，這是什么原因?qū)е碌?？是成本?wèn)題呢？還是硬件方案很復(fù)雜？或許看完本期拆解，你就能找到答案了。

顛覆傳統(tǒng)，穿戴式二維碼掃描儀拆解

本期拆解的一個(gè)無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙的二維碼掃描儀，如下圖示，外觀精致小巧，更絕的是，它還是一個(gè)手指穿戴式二維碼掃描儀。掃描儀的開(kāi)關(guān)在側(cè)方位，一按就啟動(dòng)工作，操作相當(dāng)舒便捷，設(shè)計(jì)非常人性化。

但是，別看它這么一小個(gè)，價(jià)格可不便宜，加上稅的價(jià)格大概1400人民幣左右。到底是什么神仙硬件方案支撐了這價(jià)格？來(lái)看下拆解后的情況，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和硬件方案大致可以分為3個(gè)部分：條碼成像儀，核心處理板，功能外設(shè)擴(kuò)展底板。

條碼成像儀

條碼成像儀模塊設(shè)計(jì)得非常精致小巧，對(duì)照規(guī)格書(shū)來(lái)看，可以知道一個(gè)是1280*800像素的攝像頭，一個(gè)是610nm的瞄準(zhǔn)LED，一個(gè)是660nm的遠(yuǎn)紅外照明LED。另外我們從規(guī)格書(shū)中也可以知道攝像頭端口采用了27 pin ZIF 連接器，而這條碼成像儀模塊又支持MIPI或者并行接口，所以從電路布局來(lái)看，模塊是直接連接核心處理板的，也就是最重要的一步，是誰(shuí)將這個(gè)成像儀模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的呢？核心芯片是什么？

核心處理板

這就要談到核心處理板了，板載的核心處理器從絲印來(lái)看是瑞薩的產(chǎn)品，查了下文檔，瑞薩的RZ/A1LU系列微處理器。這是瑞薩最新推出的SoC系列產(chǎn)品，硬件框圖可以參考這下圖。

CPU采用ARM Cortex-A9高速內(nèi)核，最大主頻支持400MHZ，可以運(yùn)行LINUX系統(tǒng)。具有先進(jìn)的圖形功能、豐富的數(shù)字外設(shè)和模擬外設(shè)交互功能，這顆SoC集成的功能非常豐富，可講的地方也多，所以本文主要結(jié)合拆解的這個(gè)產(chǎn)品挑幾個(gè)我認(rèn)為是重點(diǎn)的地方來(lái)談一下。

首先，核心處理板背面只有外接的Flash，電源管理，晶振以及一些被動(dòng)元器件，沒(méi)有RAM，這使得這個(gè)板子可以設(shè)計(jì)得如此精致小巧。而這就是我要提到的這顆SoC的第一個(gè)重點(diǎn)，內(nèi)置了大容量的SRAM，在業(yè)界同類(lèi)的MPU中，這個(gè)片上內(nèi)存容量應(yīng)該屬于第一梯隊(duì)，得益于片上集成的內(nèi)存，所以可以在空間敏感型產(chǎn)品中進(jìn)一步降低設(shè)計(jì)難度。

此外，我們知道目前內(nèi)存升級(jí)迭代非?？欤热绗F(xiàn)在都出到了DDR5，導(dǎo)致很多通用的中規(guī)模RAM漸漸停產(chǎn)，相應(yīng)的連鎖反應(yīng)就是對(duì)于那些需要使用外置RAM的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，無(wú)疑增加了采購(gòu)風(fēng)險(xiǎn)。而瑞薩這個(gè)產(chǎn)品內(nèi)置的大容量?jī)?nèi)存可以使一般應(yīng)用中無(wú)需再使用外置RAM，這樣即避免了RAM采購(gòu)穩(wěn)定性的問(wèn)題，也降低了系統(tǒng)的成本，同時(shí)也簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，真可謂一箭三雕。

其次，就是瑞薩這個(gè)SoC支持SPI-Multi-I/O接口，什么意思呢？

我們知道傳統(tǒng)的CPU執(zhí)行需要將數(shù)據(jù)先從外部存儲(chǔ)拷貝到RAM中運(yùn)行，而瑞薩的這個(gè)產(chǎn)品支持SPI Multi I/O接口，支持連接X(jué)IP 四線(xiàn)串行Flash，可以讓CPU直接從外部存儲(chǔ)設(shè)備獲取并執(zhí)行系統(tǒng)，啟動(dòng)時(shí)無(wú)需做任何拷貝，這樣可以大大節(jié)省RAM的資源。

這么看來(lái)，瑞薩的這個(gè)系列微處理器是不是很有特色？但不僅僅是如此，對(duì)照器件上的絲印來(lái)看，這個(gè)產(chǎn)品上用到的這顆微處理器具體型號(hào)為R7S721030VCBG。它3M字節(jié)的片上RAM，對(duì)于視頻顯示和工作區(qū)域，提供128K字節(jié)作為數(shù)據(jù)保留共享。還有各種外設(shè)功能，比如具有：

1.   PWM信號(hào)，可以用于電機(jī)控制；
2.   以太網(wǎng)MAC，外接以太網(wǎng)PHY，可以用于接入網(wǎng)絡(luò)；
3.   I2C接口，外接EEPROM，可以用于存儲(chǔ)設(shè)備及生產(chǎn)商信息；
4.   SDHI接口，可接SD卡，用于存儲(chǔ)系統(tǒng)運(yùn)行日志；
5.   USB2.0接口，可以外接USB外設(shè)，提供方便靈活的信息交互；
6.   VDC模塊（視頻顯示控制器）支持?jǐn)z像頭信號(hào)輸入，可以用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
7.   支持外接LCD觸摸屏，通過(guò)豐富流暢的圖形及視頻處理功能，可以提供友好的人機(jī)交互接口。

所以從這個(gè)產(chǎn)品的特性可以看出，RZ/A1LU可廣泛應(yīng)用于需要圖像顯示、語(yǔ)音處理、攝像頭輸入及網(wǎng)絡(luò)通訊接口的應(yīng)用場(chǎng)合，借鑒瑞薩相應(yīng)的硬件系統(tǒng)解決方案，可以幫助客戶(hù)縮短原型開(kāi)發(fā)時(shí)間。

功能外設(shè)擴(kuò)展底板

說(shuō)完這個(gè)核心的微處理器，我們?cè)倩氐竭@個(gè)產(chǎn)品的最后一部分，功能外設(shè)擴(kuò)展底板。

經(jīng)過(guò)瑞薩的這顆微處理芯片處理后，后面的工作流程就比較清晰了。條碼成像儀通過(guò)FPC排線(xiàn)連接到核心處理板，核心處理板通過(guò)FPC排線(xiàn)連接到功能外設(shè)擴(kuò)展底板。底板上搭載了一個(gè)微控制器，實(shí)現(xiàn)基本的功能控制；一個(gè)藍(lán)牙模塊，實(shí)現(xiàn)通信配對(duì)功能，還包括電池供電接口，充電接口，NFC功能。

掃描儀的所有焊接的信號(hào)線(xiàn)都有熔膠固定，可以有效防止劇烈震動(dòng)時(shí)脫焊，細(xì)節(jié)很到位。

總結(jié)

通過(guò)拆解發(fā)現(xiàn)其實(shí)這個(gè)藍(lán)牙手指式掃描儀硬件結(jié)構(gòu)很清晰，瑞薩的核心微處理器RZ/A1LU處理成像儀輸出的數(shù)據(jù)，而外設(shè)功能板上的微控制器實(shí)現(xiàn)板載基本的功能控制。

整個(gè)產(chǎn)品精致小巧，穿戴式掃描儀，創(chuàng)意優(yōu)秀，而且在精致小巧的外表下具有超強(qiáng)的“內(nèi)芯”。不失為是一個(gè)優(yōu)秀的硬件方案，但是個(gè)人覺(jué)得瑞薩的這顆微處理器用在這里還是有點(diǎn)大材小用了，正如我上面介紹的它擁有的特點(diǎn)，其實(shí)更適合更復(fù)雜的應(yīng)用。比如帶有屏幕的工業(yè)控制人機(jī)交互系統(tǒng)，當(dāng)然啦，它也可以應(yīng)用于像智能家居、辦公自動(dòng)化、汽車(chē)、工業(yè)控制等多種場(chǎng)合。如果你對(duì)文中涉及到的瑞薩RZ/A1LU微處理器感興趣的話(huà)，可以上瑞薩的官網(wǎng)看看，有現(xiàn)貨購(gòu)買(mǎi)，非常難得！