Así se diseñó la placa base del primer iPhone (y el propio teléfono)

Los entresijos de la placa base del primer iPhone

Steve Jobs ya lo dijo el 9 de enero de 2007, cuando presentó el primer iPhone: “Este es el día que he estado esperando durante dos años y medio”. Hacía referencia a la presentación del conocido terminal, el cual llegó para revolucionar el mundo y crear una marca que todavía existen en nuestros días. Los iPhone siguen siendo muy queridos, y sus ventas se cuentan por miles. De hecho, Apple sigue trabajando en nuevas características para los dispositivos, como ya podéis ver continuamente.

Apple estuvo dos años y medio trabajando en el primer iPhone, el cual era conocido en la empresa con los nombres clave M68 y Purple 2. De hecho, el secretismo en torno a la creación era tal que hubo trabajadores que ni siquiera sabían qué estaban haciendo. Solo que diseñaban ciertos componentes para un producto nuevo. Para conseguir esto la empresa tuvo que crear un prototipo de la placa base principal, y a la que irían conectados todo tipo de componentes. Se utilizaron aplicaciones muy innovadoras similares a la colaboración ECAD / MCAD con el fin de conseguir lo mejor de lo mejor. Los resultados que obtuvieron saltan a la vista.

Recientemente se han publicado detalles de aquella placa base, que tendría una estructura lógica que usaría el iPhone en su versión final. A primera vista es una placa igual a la que podemos encontrar en cualquier ordenador de hoy en día. Incluso tenía el mismo tamaño. Aunque los componentes eran diferentes. Apple desarrolló la estructura con un EVT, un test de validación simple, y en el que los ingenieros estuvieron trabajando para conseguir el software y la radio que se utilizaría en el dispositivo final.

Los componentes de la famosa placa base

Los componentes que tenía esta placa base no cambiaban mucho respecto de un ordenador. Había un ventilador para refrigerar el procesador, varios slots de memoria y componentes que servirían a cualquier PC antiguo: un conector serial y conectividad LAN. Incluso se podían encontrar dos conectores Mini USB que utilizaron los ingenieros para acceder a las características lógicas del dispositivo. Así se podía programar sin la necesidad de tener o ver la pantalla que se incluiría posteriormente.

Hay que tener en cuenta que las personas que trabajaron en esta placa base también fueron las responsables de portar el sistema operativo Darwin al iPhone. Darwin es un pack de aplicaciones basado en Unix que contiene una serie de componentes que ya sirvieron para otros sistemas operativos como macOS, iOS, watchOS, tvOS o audios. Apple se refería a estos empleados como “ingenieros Core OS”. No en vano, eran los responsables de diseñar el kernel, los sistemas de ficheros, los drivers, las arquitecturas del procesador y un host que funcionaría a un nivel de programación bajo. Así pudieron hacer que todo funcionara correctamente.

Hay que destacar que también había zonas de la placa que no tenían nada que ver con la de un PC. Por ejemplo, en la zona superior se podía encontrar una ranura para insertar tarjetas SIM y, al lado de esta, dos antenas con conectividad WIFi y Bluetooth. Estos componentes se conectaban a otros que permitían la entrada y salida de datos y que incluían chips de Intel, Infineon, CSR, Marvell y Skyworks. Apple tuvo que colaborar con otras empresas para poner en marcha este tipo de elementos.

En la parte de la derecha se podía ver un puerto RJ11 y un Jack de audio que permitía comprobar la realización de llamadas. Para esto era necesario utilizar el procesador de aplicaciones de Apple, situado en la parte central del prototipo, y que en su día era identificado como Samsung K4X1G153PC. La memoria usada también era de Samsung, y tenía una arquitectura ARM que funcionaba a una velocidad de 620 MHz. El circuito estaba integrado para permitir que CPU y memorias pudieran funcionar de manera eficiente. La ROM constaba de una NAND de Samsung con 4 GB de espacio de almacenamiento, y en la que cabía el sistema operativo principal. Este componente se podía extraer fácilmente con el fin de poder probar diferentes partes de un mismo sistema operativo, o bajo diferentes condiciones.

Así se probaba la pantalla (incluyendo los botones)

Aunque la placa base de la que hablamos era un prototipo, había una pantalla que se podía usar para probar elementos finales. Aunque el botón Home, el encendido y el volumen se tenían que regular de otra forma, ya que estaban situados en la parte izquierda de la propia placa.

Hay que mencionar que los ingenieros que trabajaron en el componente podían iniciar el sistema en una línea de comandos que les permitía hacer cambios en el kernel. Las fuentes consultadas afirman que incluso era posible conectar el dispositivo a iTunes usando el conector de 30-pines incluido en una parte de la placa. La aplicación detectaría el componente y se permitiría hacer operaciones básicas, como restauraciones del sistema operativo.

Otras conexiones

Si le echamos un vistazo a la placa base podremos comprobar que existen una gran cantidad de conexiones con pins. Las más pequeñas, por ejemplo, son conectores JTAG, usada para hacer debugging a niveles bajos. Esto daba posibilidades como las de conectar monitores con el fin de comprobar señales y voltajes, probar cambios en el sistema operativo o mirar si alguna modificación podía tener efectos negativos sobre el hardware. Así se facilitaba todo el trabajo. También hay que tener en cuenta que había switches DIP para enrutar las señales a diferentes partes de la placa base, con el fin de comprobar los resultados que se podían obtener.

Un ingeniero de Apple recibió una placa base de desarrollo sin pantalla, aunque pudo utilizar las conexiones de vídeo por componentes y RCA con el fin de conectar una. Los auriculares también se podían probar gracias al enchufe Jack incluido, el cual funcionaba incluso en estéreo. También se podían hacer funcionar cámaras. En cuanto a las baterías, había una conexión DC que se podía utilizar para acceder a potencia externa. Algo parecido sucedía con los test sobre sensores de proximidad.

Una placa base preparada para todo

Viendo los componentes que tenía el prototipo de placa base que se iba a usar en el iPhone final, está claro que los desarrolladores tenían una gran cantidad de posibilidades. Por supuesto, los trabajos provocaron que el proyecto fuera evolucionando de diferentes formas hasta llegar a ser el producto final. Un producto que nos sorprendió a todos.

Mencionar que en la actualidad Apple ya no utiliza este tipo de placas base para el desarrollo de sus teléfonos inteligentes. Con el iPhone 4 se utilizaron placas más pequeñas que además daban una capa de seguridad adicional. Esto ha permitido que los empleados trabajen con herramientas muy parecidas a las que se usarán en los productos finales, además de mantener en secreto las creaciones.

Ver esta placa base nos ha permitido conocer la gran cantidad de recursos que se pusieron en marcha en su día con el fin de crear el primer iPhone, además de saber que actualmente se sigue trabajando arduamente para crear nuevos smartphones con una excelente calidad. Un trabajo que está dando resultados especialmente buenos, y que se repite con cada nuevo lanzamiento de Apple. Los esfuerzos al final merecen la pena.