Smartphone-Entwicklung

So entsteht ein Smartphone: Vom Modell zum fertigen Produkt

Kritische Restriktionen

Ist dieser Prozess abgeschlossen, so trifft eine große Anzahl von Ideen aus der Produktgestaltung auf eine große Anzahl an Zahlen aus der technischen Entwicklung. Da sind zunächst die wohl zentralen Abmessungen, die Breite und Länge des vorgesehenen Displays. Hinzu kommt das Volumen des Akkus und anderer technischer Teile. Für bestimmte Komponenten gibt es mehr oder minder strikte Vorgaben, wo sie im Gehäuse zu platzieren sind. Für eine gute Unterdrückung der Umgebungsgeräusche bei Telefongesprächen etwa müssen mehrere Mikrofone an möglichst weit auseinanderliegenden Positionen im Gehäuse platziert sein.

Dies ist eine kritische Phase, denn Forderungen von unterschiedlichen Abteilungen widersprechen sich durchaus. So möchte der Entwicklungsingenieur für lange Ausdauer gerne einen möglichst großen Akku im Gehäuse haben, während sich der Produktgestalter ein cooles und damit möglichst leichtes und flaches Gerät wünscht. In der Konstruktion finden die Industriedesigner nun einen oder mehrere Kompromisse. Erste anschauliche Entwürfe sind  als 3-D-Modelle aus jeder Perspektive am Computer zu betrachten. Von besonders aussichtsreichen Entwürfen drucken viele Hersteller dann Modelle im Maßstab 1:1, um sie genauer beurteilen zu können.

Fast Fertig

© Huawei

Die 3-D-Darstellung einer typischen Perspektive vermittelt schon einen guten Eindruck des späteren Designs.

Ist die Entscheidung für Konzept und Design getroffen, kann die Produktion von Samples beginnen, beim Huawei P20 Pro war das im April 2017. Die Prototypen brauchen auch ein Betriebssystem, in der Regel ist das Android. Doch obwohl sich die Befehlssätze der Smartphone-Prozessoren gleichen und die Kommunikationsstandards für Mobilfunk, WLAN, Bluetooth, USB und vieles mehr durch Standardisierungsgremien vorgegeben sind, muss jede Hardwarekomponente abseits des Prozessors mit speziellen Software-Befehlen angesprochen werden, man spricht hier von Treibern. Zudem können bestimmte Aufgaben, etwa das Decodieren eines Videos, oft vom Prozessor, vom Grafikchip oder vom sogenannten Digitalen Signalprozessor (DSP) vorgenommen werden. Hier müssen die Experten entscheiden, welche Variante das beste Verhältnis zwischen Leistung und Ausdauer bietet, ohne andere Funktionen zu stören.

Neben der Treiberprogrammierung bringen große Hersteller auch gerne ihre eigene Bedienoberfläche mit aufs Smartphone, bei Huawei ist das EMUI. Dazu kommen dann noch ganz spezielle Funktionen, die kein Bestandteil von Android sind. Beim P20 Pro etwa die Gesichtserkennung oder die zusammen mit Microsoft entwickelte Übersetzungs-App, die das unter dem Namen Kirin 970 NPU firmierende, neuronale Netzwerk nutzt. Zudem muss die Kamera buchstäblich abgestimmt werden: Es gilt, die Bilder von bis zu drei Sensoren zu einem zu verschmelzen und dabei unter anderem die Auflösung, prägnante Kanten sowie das Entstehen von Artefakten auszubalancieren

Innenansicht

© Huawei

Ein Smartphone steckt voller Technik. Die Rückseite unten etwa beherbergt diverse Antennen, einen Fingerprintreader und die Blitze der Kamera. Im Vorderteil oben steckt neben Display und Akku auch ein Großteil der Elektronik.

Testen und optimieren

Sind die ersten Samples zumindest in Teilbereichen betriebsbereit, geht es ans Testen. Funktionieren alle Features, stimmen die Messwerte für Funk-Interface, Akustik, Display, Kamera? Übersteht das Gehäuse hohe mechanische Belastungen und stimmt die Performance auch wenn der Speicher voll ist und viele Apps gemeinsam laufen? Neben grundsätzlichen Tests müssen die Ingenieure auch sicherstellen, dass das Gerät in allen großen Netzen dieser Welt bestens performt.

Farbe bekennen

© Huawei

Mit dem Twilight genannten Farbverlauf zeigt das P20 Pro einen interessanten Ausschnitt des sichtbaren Lichtspektrums.

Feinschliff

Sind alle großen Hürden bewältigt, geht es an den Feinschliff. Dabei wird noch einmal der Stromverbrauch gründlich unter die Lupe genommen und geschaut, an welchen Stellen man etwa die Recheneinheiten des Smartphones noch einige Bruchteile von Millisekunden früher schlafen schicken kann, ohne die Performance zu beeinträchtigen. 

Auch das Design lässt sich nun optimieren, etwa über die Beschriftung oder Farbvarianten wie den Twilight genannten Regenbogen-Look, der sich an einem kleinen Ausschnitt aus dem sichtbaren Farbspektrum orientiert.

Firmware für die Netze

Zudem muss nun noch die Firmware individuell an die Wünsche einzelner großer Netzbetreiber angepasst werden. Denn diese setzen einige Mobilfunkstandards nicht ganz regelgerecht um, um das Letzte aus ihren Netzen herauszuholen. Hieran müssen Smartphones angepasst werden.

Läuft alles zur Zufriedenheit der Netzbetreiber, kann das neue Smartphone nach seiner Präsentation (das Huawei P20 Pro wurde Ende März 2018 in Paris vorgestellt) in die Shops und dann in die Hände interessierter Kunden wandern. Die wissen das Resultat all dieser Mühe dann hoffentlich zu schätzen.

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