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“无极注册”的修炼之旅

点击: 次  来源:未知 时间:2020-09-26

在华为,我有一个“无极注册”的外号。江湖里的“无极注册”,正直豁达、乐于助人,武功超群,有侠骨亦有柔肠,我希望有一天也能成为具备这样风骨和成就的大侠。

2018年从上海交通大学博士毕业后,我加入了华为消费者BG。我的理想是通过我的研究,做出真正的产品,改变人们的生活。如果说以前我主要做的是基础理论研究,那么来华为后,我更“接地气”了,在这里,各种各样的研究都有变成产品的机会和可能性,可以解决量产和工程化的问题。这是最吸引我的地方。

 

新人新项目

先简单介绍下我所研究的对象——传感器。它就像是人体的味觉、听觉、视觉、触觉、嗅觉等,能够迅速地感知一切,传递给大脑。

传感器种类繁多,比如声、光、电、磁、力等,工作原理多样,涉及数学、物理、生物、化学、材料、工艺等多学科交叉,尺寸很小,功能强大。比如手机里的加速传感器,通过测量和监测手机的加速度的大小和方向,将相关信息输入给智能手机实现的,实现了屏幕的自动旋转功能。

为了帮助我快速熟悉华为终端产品传感器相关业务,一到部门,主管安排我从手机传感器新器件的导入工作开始做起。我满怀憧憬地开启了作为华为工程师的职业生涯。

三天后,主管兼导师的孔Sir找到了我:“有兴趣加入我们的创新产品,TWS(真无线立体声)耳机项目吗?”

我愣了一下,一时没有反应过来。

孔Sir提高了音量:“这是华为首款自研TWS耳机,我想推荐你来负责传感器的系统方案。”

我有些小兴奋,这么快就可以独立承担项目了!但同时,也有些忐忑,毕竟对终端的业务还不太熟悉,器件也才测了三天。

孔Sir微笑着看着我:“我觉得你行!”他解释说,我具备扎实的电子信息领域的基础知识,也有着丰富的相关科研经验。“在项目交付过程中,会涉及与人沟通、公司研发流程、技术评估等炼,很挑战,但同时也会获得更快的成长。”

我犹豫了一下,把自己的顾虑和盘托出:“技术上我有底气,主要担心对业务需求的理解不够准确,还有就是开发流程上不熟悉,容易出问题……”

孔Sir拍了拍我肩膀:“大胆干!我和团队都会是你最坚强的后盾!”

      既然主管已经这么说了,作为新人的我,也不能对自己有太多条条框框的限制,好好干就是了!

自此,“无极注册”的修炼之旅正式拉开帷幕。

 

人有我无的武功

      接手项目后,我仔细分析了一下项目,这回我们要在传感器上实现佩戴检测、耳机出/入盒检测、敲击检测、充电盒开关盖检测这四大功能。后面两个功能好办,最棘手的是佩戴检测功能。

这是什么功能呢?大家也许用过有连线的蓝牙耳机办公,和人讨论问题时,通常会顺手将耳机挂脖子上。如果此时突然有来电,很容易出现这样的场景:对着手机“喂喂喂”半天,手机听筒都没有丝毫回应。等反应过来,我们才发现手机语音还连接在蓝牙耳机上,而对方往往早已挂断了电话。

为了避免这样的情形,佩戴监测功能显得尤为重要:只有被佩戴,才能通过耳机通话;如果没有被佩戴,则可以直接用手机听筒通话。

经过系统分析,最好的一种实现方案是采用接近光传感器。于是,我拉着公司采购部门,把与我司合作的业内顶尖供应商问了个遍。

没想到,供应商直接给我泼了一盆凉水:“没有针对智能耳机产品设计的传感器。”

“那有没有相关设计可以参考呢?”我追问。

供应商们头摇得像个拨浪鼓。

这对我来说可是一记重击。与手机产品相比,耳机产品本身不包含触摸屏和显示屏,人机接口全靠几个传感器实现,如果缺少佩戴检测功能,耳机就不那么智能了,用户体验将大打折扣。而且,友商三年前就开始做这类产品,提前布局器件,独家定制了芯片。这就跟武功招式一样,绝不能人有我无,我们咋办?

我继续尝试了多种方案和可能性,可要么成本过高,要么开发周期很长,要么方案不成熟……就当我一筹莫展之时,导师的一席话给了我新的方向:“外部没有资源,是不是可以尝试下咱们手机的相关器件呢?”

抱着试试的态度,我找到了手机里的防止屏幕误触的接近光传感器。当用户用听筒接听电话时,这种器件检测到人体头部靠近,便会告知系统关闭触摸屏,从而防止用户因接听电话而误触屏幕。如果可以“移花接木”,说不定可以走出一条新的路。当然,这条路也不好走。手机的接近光传感器太大了,而且要在小小的耳机里同时放两颗才能实现功能。

虽然又有了新的困难,但是方向大致正确,我反而没有那么大负担了。原本博士期间的所有课题,都是有难度且没答案的,搞不定就想办法,博士的价值本来就在于解决问题。

还有什么替代方案呢?对了,手机里的电容传感器也可以实现感应距离的功能,空间架构约束相对更低。但是单独只用电容传感器有局限性,无法满足性能要求。因此,结合空间和性能等综合考虑,我们优化了方案,通过一个接近光传感器加一个电容传感器来实现佩戴检测功能。

虽然要多走一些弯路,但1+1说不定能产生大于2的效果呢!让我们拭目以待。

 

退无可退之后

没想到,在使用手机接近光器件的时候,又出现了新的问题。在华为手机的应用中,接近光学传感器的检测距离为20毫米~60毫米。为了获得更好的用户体验,耳机的目标检测距离需要做到3毫米~6毫米。这两者距离相差约十倍,差了一个数量级。

但此时我们已无路可退,必须啃下这个硬骨头。

能否通过降低接近光器件的发光功率,调整检测距离呢?基于对器件的认知,我大胆进行了尝试。通过实验分析,这个假设得到了验证。仿佛穿过幽深的隧道,我心中又燃起了新的希望。

很快,新的问题又来了。按照这个方案,接近光传感器会又一个检测盲区,导致有用户在紧密佩戴耳机的时候无法识别佩戴状态。每个人的耳朵结构都各不相同,这可如何是好?

我在系统架构的晨会上提出了这个新风险。此时,离项目DRB(设计评审委员会)评审仅剩下一周多时间。项目经理宣布:“佩戴检查功能会影响到用户的基础体验。从今天起,正式启动对佩戴检查功能的攻关,DRB评审前必须搞定!”

说实话,当时的我,除了对项目进展一筹莫展,还有些懵。什么是攻关?脑袋里浮现的场景是,贴满红色醒目标语的房间里,一群人奋战到深夜。请教导师后才知道,华为的攻关主要用于重大疑难问题的升级管理,通过攻关计划、例会制度、日报制度等规范,保障问题快速响应和高质量解决。

在导师的指导下,我制定好了攻关计划,建立了相关人员的沟通渠道,每天发送攻关邮件通报进展。

在一周多时间里,我们几乎是夜以继日地在寻找解决方案,和时间赛跑。除了每天设计实验进行方案验证外,我还跟主管和组内专家分析探讨实验结果,跟架构领域的同事优化器件架构设计,跟结构领域的同事分析传感器镜片的参数指标,跟光学仿真部门的同事讨论仿真和光路优化方案;深夜还常常拉通项目组成员和采购同事,跟供应商的研发工程师们,电话会议讨论器件性能和相关规格参数。我发出了入职以来最多的灵魂呼唤:“Welcome to join the conference!”

方案一不行,再来方案二;方案二不行,再来方案三、方案四……攻关一周后,我收到了供应商的最终结论:由于此款接近光传感器是针对手机设计的,没有考虑耳机应用的需求,因此检测盲区消除不了。这个应用需求只能寄希望于新的芯片设计。

眼看三天后就DRB评审了,功能还是没有实现,路又被堵死了,我的心情跌到了谷底。之前一周,虽然每天都在否定方案,但是第二天都有新的希望等待着我。现在,所有方案都被毙掉了,最现实的问题,我连攻关日报都没法写。考虑再三,我痛苦地在当天的日报里写道:“问题无法从供应商角度解决,下一步考虑用其他方案。”

“其他方案”代表了暂时没有想法,这几个字重重地压在我的心口,令我无法释然。当晚,我躺在床上,辗转反侧,脑子里全是如何消除检测盲区……难道就此认怂?这可是我在华为的第一个项目啊!是我职业生涯的处女作,总不能就这样凉凉了吧?博士的价值到底在哪里?

我决定把难过放下,最后搏一把!既然器件性能优化解决不了问题,通过排除法,仅剩下整机优化实现这一条路了。

第二天一早,我找到架构和结构领域的同事,把新的想法说了出来:“是否可以通过器件下沉,将器件盲区放到耳机壳体内侧?”

通过充分验证,结论是可行的。这个时候,耳机其他各领域针对设计评审的相关方案已经准备就绪,如果要通过整机优化来规避盲区,必然会给其他领域的方案带来变动。我有些担心,同事们会愿意调整已经就绪的设计方案吗?

但让我感动的是,大家都说“没问题”。为了实现用户的良好体验,项目经理和其他领域的同事给予了我极大的支持和帮助,在不影响性能的前提下,通过对个别器件的设计微调,接近光学传感器下沉得以实现,检测盲区问题得到了顺利解决。

经过架构、结构、光路、电路参数等多维度综合优化,我们最终将手机用的接近光学传感器成功应用到了华为最新的耳机产品,实现了佩戴检测功能,并且具备富有竞争力的性能水平。

我无法言说,最后攻关成功的瞬间是什么心情。有欣喜,有释然,也有感动,各种滋味夹杂在一起,无比复杂。但我确信了一点,坚持做值得的事,一定会有收获。站在终点看过程,当初的那份坚定和韧性显得尤为珍贵。

 

一条道走到黑

耳机的传感器系统方案中还有一个重要功能是出/入盒检测功能——当用户把耳机从盒子里面取出来,耳机会开启蓝牙,并与手机建立连接;当耳机放入充电盒中,会启动充电盒对耳机的电量查询和充电。在做佩戴检测功能设计时,我也在并行实现这个功能。

此前有产品采用接近光传感器,实现了相同功能。我首先想到的是采取一样的方案。但后来发现行不通。耳机包含多款颜色,如果采用接近光传感器,针对不同的耳机颜色,会得到完全不同的检测结果,很容易导致出入盒的检测异常。

接着我又想到了电容传感器方案。但耳机是塑料外壳,如果采用这个方案,就需要做成金属壁。从功耗成本、整机体积、实现复杂度、算法等各方面综合考虑,这个方案没有更多优势。

眼瞅着这两个最有希望的方案被判了“死刑”,更多压力如滚石般向我袭来。还能从手机上找到灵感吗?我盯着桌上的Mate 20发呆。打开保护皮套,我突然想到,对了!皮套模式就是通过磁体感应来实现“盖上皮套自动锁屏、打开皮套就自动解锁”功能的。磁传感方案与耳机颜色无关,正好满足需求。于是,我大胆向项目组推荐了这个方案。

事实证明,行得通!不过好事多磨,在设计磁传感方案的时候,我们又遇到了新的问题。耳机整机的磁环境极其复杂,要设计出完整的方案,需要同时满足多个磁铁部件和霍尔传感器的约束。

所谓捷径,就是用最笨的方法一条道走到黑。那么,就从全面梳理场景开始吧!耳机有三种出入盒状态,双耳入盒、单耳入盒、双耳出盒;充电盒有开关盖两种状态;还有组装公差和器件一致性差异也需要考虑进去……另外,磁铁部件在耳机内部需要有结构把它托住,仿真实验时是不带具体结构的,所以,需要在仿真得到好的结果后,把点位告诉结构,结构再根据整机方案,看是否有好的方法能够嵌入磁铁部件。

如果没有好的方法,结构会建议微调的位置,我们再根据新的点位建议进行下一轮仿真。虽然一轮仿真往往需要花1-2天时间,但是,只有脚踏实地基于场景一一进行充分的仿真验证,评估仿真误差,才能保证我们产品的用户体验。

功夫不负有心人,经过了十余次仿真迭代和调整,我们最终得到了可用的设计方案。该方案在项目中取得了不错的效果,从V1试制到量产后半年时间,没有一例因该方案产生的问题单,没有一例因该方案产生的故障机。该方案也成为了我司耳机出入盒检测的优选方案,申请了专利。

2019年11月,在团队的共同努力下,华为首款自研TWS耳机Freebuds3成功上市发售,仅在IFA(柏林国际电子消费品展览会) 2019上,就揽获了包括最佳产品奖在内的 11项大奖。

我想,没有什么比看到自己手中的图纸和方案变成实物,变成消费者喜爱的产品,更让人激动的了。改变世界的梦想也许很宏大,但只要一步步来,一切皆有可能。

 

奔跑吧,无极注册!

转眼,我入职已近两年,回顾成长历程,感慨万千。高标准、勤思考、多交流、勇担当,这些“武功秘籍”帮助我快速进入角色,独当一面,从而解决一个又一个问题。2020年6月,通过部门的公开竞聘,我成功当上了PL,开始了从“个人”贡献者向“团队”贡献者的重要转身。

希望未来我能成为真正的“无极注册”,无所畏惧,追求卓越,创造新的奇迹,成就更精彩的人生!