Altium Designerのプロジェクト

アルティウムのソフトウェアを使用して構築されたPCB設計プロジェクトに関するコンテンツをご覧ください。

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LAE パート2

設計フェーズ - リッドアセンブリ電子部品パート2 1 min Altium Designer Projects オープンソースラップトッププロジェクトシリーズへようこそ！これまでに、蓋組み立て電子部品の機能とコンポーネント選択について議論し、回路図のキャプチャについて詳しく見てきました。そして、PCBレイアウト設計のためのプロジェクトの準備が整いました。このアップデートでは、ウェブカメラボードのPCB設計に取り組みますが、いくつかの予想される課題があります。例えば、ボードの全体的な小さなフォームファクターを扱うことや、顕微鏡で見るようなウェブカメライメージセンサーをブレイクアウトすることです。イメージセンサーパッケージウェブカメライメージセンサーとマッチングフットプリントをより詳しく見てみましょう。イメージセンサーOV2740は、いくつかのパッケージで利用可能です。イメージセンサーは、通常、PCBに直接接着またははんだ付けされる裸のダイとして販売されます。その後、センサーは必要なすべての信号をブレイクアウトするために、薄い金のボンディングワイヤーを使用してボードに接合されます。 PCBに接合されたOV2740ダイ完全にパッケージされたセンサーではなく、裸のダイを使用する理由はいくつかあります。最も顕著な3つの理由は、コスト、フォームファクター、および光学特性です。まず、コストを考えてみましょう：イメージセンサーを光学性能に影響を与えずにパッケージングすることは、高価なプロセスです。パッケージなしでセンサーダイを直接PCBに接合することで、パッケージングコストを節約できますが、組み立て/製造コストは高くなります。PCB上の光学コンポーネントを接合するには、通常、クリーンルーム設定および接合可能なPCB表面仕上げが必要です。これらのオプションは製造コストを押し上げるため、直接ダイアタッチは通常、大量生産または高度に特殊化された製品にのみ実行可能です。直接ダイアタッチ方法を選択するもう一つの良い理由は、特にラップトップやスマートフォンのような密集したカメラソリューションで、全体的なソリューションの高さを減らすことです。Z軸でのわずかなミリメートル単位の差が重要です。イメージセンサーのアクティブダイがボード表面から0.5mm上にある場合、その余分な高さはレンズアセンブリによって補償されなければなりません。これは、しばしばイメージセンサーとレンズのスタック全体の厚みを増加させる結果となります。さらに、レンズアセンブリの取り付けが容易であることは、裸のセンサーダイを利用するもう一つの説得力のある理由となります。歪みのない画像を得るためには、センサーダイがレンズアセンブリの軸に対して完全に垂直でなければなりません。レンズアセンブリは、PCB表面に機械的に参照され、その表面は画像センサーダイと完全に平行でなければなりません。例えば、画像センサーがBGAコンポーネントとしてパッケージされている場合、それが基板表面に対して完全に平行であることを保証することは困難です。この効果はレンズアセンブリによって補償される必要がありますが、直接ダイアタッチアプローチでは通常存在しません。私たちのノートパソコンの設計では、製造コストの増加のため、センサーダイを直接PCB表面に取り付けることは選択肢ではありません。したがって、私たちはOV2740を細ピッチBGAコンポーネントとして使用します。 BGAパッケージのOV2740イメージセンサーイメージセンサーのフットプリントセンサーパッケージは通常のBGAパッケージではなく、マルチピッチグリッドアレイです。私たちの場合、これはX軸とY軸ではんだボールのピッチが異なることを意味します：イメージセンサーのBGAフットプリントスクリーンショットは、BGAフットプリントがX軸で0.53mmのピッチを、Y軸で0.48mmのピッチを使用していることを示しています。これは、基板の設計と製造技術の選択にいくつかの意味合いを持ちます。ほとんどのPCBプロバイダーは、標準プロセスで0.1mmのトレース幅と間隔を製造できます。高い技術クラスに追加費用を支払うことなく標準の設計ルールを選択したい場合、センサーピンをY軸でのみブレイクアウトすることができます： BGAコンポーネントのブレイクアウト X軸のピンピッチがわずかに大きいため、2つのパッドの間に0.1mmのトレースを便利に配置することができます。X軸の第2行もブレイクアウトしたい場合は、ほとんどのメーカーが標準の設計ルールで対応できない0.09mmのトレース間隔を選択する必要があります。イメージセンサーには5行あり、最も外側の2行のピンを問題なくブレイクアウトできます。中央に1行残っており、その行は上層からは到達できません。パッド間に0.4mmのパッドと0.2mmのドリルを持つVIAを配置することは、VIAからパッドまでの間隔が十分でないため、オプションではありません。これは、ほとんどの標準的なPCB設計ルールの限界です： VIAを備えたBGAフットプリントこの時点で、PCB製造プロセスに追加のステップを使用できます。それは、VIAのプラグとキャップをすることです。キャップ付きVIAを使用することで、PCB組み立て中に信頼性の問題を引き起こすことなく、パッド内に直接VIAを配置できます。この方法で、イメージセンサーのエスケープルーティングは次のようになります：

Wi-Fi対応電源

スマートフォンで制御可能にするための旧式電源の改造 1 min Altium Designer Projects PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者この記事では、Ari Mahpourが古い電源をスマートフォンで制御できるようにRaspberry Pi Pico Wを使用して改造する方法について語っています

ギガビットイーサネットスイッチプロジェクト

ギガビットイーサネットスイッチプロジェクト 1 min Altium Designer Projects 電気技術者

電気技術者

電気技術者

電気技術者ギガビットイーサネットは、現在、オフィスや商業ネットワークのための事実上のエントリーレベルの標準です。シンプルなイーサネットスイッチを構築するために使用できる多くのコンポーネントがありますが、この記事では、高ポート数のイーサネットスイッチの例設計を紹介します。この記事で示される設計には、SFPコネクタを使用したファイバーオプティックケーブルの拡張も含まれています。このプロジェクトには、高速設計のいくつかの一般的な側面の成功した実装が必要です。これには、 BGAファンアウト差動ペア設計 ACカップリングキャパシタの配置大型BGAでの電源プレーンを使用した設計単端および差動高速インターフェースが含まれます。いつものように、プロジェクトファイルは私のウェブサイトからダウンロードできます。下に埋め込まれたAltium 365ビューアーのダウンロードリンクもチェックしてみてください。このリンクをクリックしてプロジェクトソースファイルのZIPアーカイブをダウンロードするか、埋め込みのダウンロードリンクを使用できます。ダウンロード（ZIP）ギガビットイーサネットスイッチの主要コンポーネントこのイーサネットスイッチプロジェクトは、MicrochipのVSC742xシリーズのイーサネットスイッチプロセッサに基づいています。これらのプロセッサは、SGMIIインターフェースを介してスイッチプロセッサに接続する関連拡張PHYとペアリングすることができます。メモリや外部通信用の追加コンポーネント、およびいくつかの電源レギュレータもあります。回路内の主要コンポーネントのリストには、メイン VSC7426イーサネットスイッチプロセッサおよび VSC8574拡張PHY DDR2 RAM SPIフラッシュメモリ RS-232シリアルトランシーバファイバートランシーバ用の有効トグル回路 12V入力用コネクタ

Pi.MX8_Chapter_II

Pi.MX8 プロジェクト - 回路図の構造と部品配置 1 min Altium Designer Projects Pi.MX8オープンソースコンピュートモジュールプロジェクトの第2回へようこそ！この記事シリーズでは、NXPのi.MX8Mプラスプロセッサを基にしたシステムオンモジュールの設計とテストについて詳しく説明します。前回の更新では、このプロジェクトの背景と、モジュールに必要な機能、そしてそれらを実装するために使用したいコンポーネントについて議論しました。今回は、回路図の構造とPCBレイアウトを始める方法に焦点を当てます。回路図の構造まず、回路図がどのように構成されているかを見てみましょう。回路図の取り扱いには、一般的にフラットデザインと階層デザインの2つのアプローチがあります。フラットな回路図は、いくつかのシートに分割された大きな単一ページの回路図として最もよく表されます。例えば、オフシートコネクタを使用してシート間の接続を確立できます。階層的な回路図では、設計を機能ブロックに分割し、それらをシートシンボルとして表現することができます。これらはさらに相互接続されたり、ネストされたりすることもあります。このアプローチは、大規模な設計においてよく使用され、大きな回路図を独立して設計および閲覧できるブロックに効果的に分割することができます。これらの機能ブロック間の接続は、シートシンボル上に表されるポートを使用して確立されます。電源オブジェクト（VCC、GNDなど）を除き、スキーマティックシートをリンクするためにはポートのみが使用されます。 Pi.MX8の回路図は、この階層的トポロジーを使用しています：設計はいくつかの機能ブロックに分割され、すべてが一つのトップレベルシートで表されます。ここで、別々のシート間のすべての接続が確立されます。この設計は、一つの階層レベルのみを使用します。 iMX8 SoCはいくつかの部分に分割され、複数のシートに配置されます。トップレベルシートでは、ページの中央に大きなシンボルがSoCを表しています。ページの左右両側にある二つの大きなシートシンボルは、Pi.MX8モジュールの二つのボード間コネクタを表しています。その他のすべての機能ブロックは、それぞれ独自のシートシンボルで表されます。各ページは同じ設計哲学に従います。回路図のページを離れるインターフェースは、インターフェースの電圧レベルを表すために色分けされています。電力分配ネットワークの一部であるネットは、太い線幅で描かれます。特定の設定設定、命名規則、または一般的な備考のための注釈を統合することは、デバッグと立ち上げプロセスを加速し、PCBルーティングプロセスのためのリマインダーとして機能することができます。注釈と色分けを含む回路図ページ Altium Designerの回路図にExcelスプレッドシートから、またはデータシートから取ったスクリーンショットから注釈を追加することは、Ctrl+C、Ctrl+Vと同じくらい簡単です：

回路図自体は現在も変更の対象であり、したがってまだ開発中です。さらなるアップデートで回路図についてさらに詳しく掘り下げます。

自分自身のネットワーク化テスト機器をコーディングする

自分自身のネットワーク化テスト機器をコーディングする 1 min Altium Designer Projects PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者

PCB設計者 DIYで専門家のMark Harrisと一緒に。このステップバイステップガイドを使用して、効率的な自動化のための標準プログラマブル計測器コマンド（SCPI）を使用して、ネットワーク化されたテスト機器を作成します。

PiMX8 第1章

Pi. MX8 プロジェクト - 導入と概要 1 min Altium Designer Projects Raspberry Pi社は、市場で最も人気があり、広く使用されているシングルボードコンピュータを開発しました。これらの強力なシングルボードコンピュータは、長い間、メーカーやホビーストのシーンだけでなく、産業分野でも使用されてきました。アプリケーション領域が拡大するにつれて、これらのボードのフォームファクターは、シングルボードコンピュータおよびモジュールの「事実上の」標準として浮上しています。2020年末にコンピュートモジュールCM4が導入されたことで、システムオンモジュールの新しいフォームファクター標準が確立されました。それ以来、AllwinnerやRockchipのようなメーカーのさまざまなSoCや、堅牢なFPGAが、広く採用されているCM4フォームファクターにシームレスに統合されています。動機 Pi.MX8モジュールは、CM4互換モジュールのリストに加わります。このように互換性のあるSoMが多数利用可能な場合、なぜさらに別のバリアントを設計する時間を投資すべきでしょうか？答えは簡単です：コンピューターモジュールを中心に複雑で時には高価なシステムを構築するとき、モジュール自体の設計主権も持ちたいからです。私たちは、回路図やレイアウトのソースデータにアクセスしたい、部品不足の場合に自分たちでモジュールのBOMを決定したい、そして最も重要なこととして、PCB上のすべてのコンポーネントのドキュメントにアクセスしたいと考えています。これは、容易に入手可能なドキュメントを持つコンポーネントを使用して、完全にオープンソースのプロジェクトの文脈でのみ可能です。以前のPi.MX8レイアウト改訂の画像この記事および今後の記事では、完全にオープンソースのCM4互換モジュールを設計することを検討します。私たちの旅の終わりには、CM4互換モジュールのソースデータが公開され、誰でもレビュー、修正、または構築するために利用できるようになります！主要SoCの選択周辺コンポーネントを選択する前に定義しなければならないコアビルディングブロックは、システムオンチップです。容易にアクセス可能なドキュメントがあり、業界で広く使用されているSoCがあります、 NXPのi.MX8M Plusです。このSoCは、最大1.8 GHzで動作する2から4コアのCortex-A53コアのいくつかのバリアントで利用可能です。さらに、このプロセッサシリーズ内には、セカンダリのコルテックスM7コアと統合された機械学習アクセラレータが用意されています。 i.MX8M Plus SoCのハードウェア機能

LAE パート 1

設計フェーズ - リッドアセンブリ電子部品パート1 1 min Altium Designer Projects オープンソースのラップトッププロジェクトシリーズへようこそ！前回のアップデートでは、さまざまなセンサーと電子アセンブリ自体をラップトップディスプレイのベゼルに統合する方法について説明しました。使用するPCB技術と、ウェブカメラPCBの取り付けハードウェアについて決定しました。このアップデートでは、ウェブカメラモジュールの電子およびPCB設計に焦点を当てます。完全に組み立てられたウェブカメラ/センサーPCB メインボードインターフェースまず、ウェブカメラ/センサーPCBがシステムのメインボードとどのようにインターフェースされるべきかを考えてみましょう。メインボードと確立しなければならない論理的な接続が4つあります： 1. イメージセンサーインターフェースまず、ウェブカメラ、またはイメージセンサーインターフェースです。使用するイメージセンサーはOmnivision OV2740です。このセンサーは、秒間60フレームで高解像度1080pの画像を提供します。画像データストリームはMIPI-CSI2インターフェースを介して送信されます。センサーを制御するためには、標準のシリアルSCCBインターフェースが使用されます。このインターフェースと並行して、いくつかのグローバル制御ラインも必要です。通常、内蔵および外付けのウェブカメラは、UVCプロトコルをサポートするUSBインターフェースを介して接続されます。UVC仕様はUSB Video Device Classの略であり、ハードウェア固有のドライバーなしでビデオストリーミングデバイスを使用できるようにします。これにより、外付けウェブカメラのプラグアンドプレイ操作が可能になります。USBインターフェースを使用するもう一つの利点は、デバイスとのインターフェースにデータペア1つ、電源およびグラウンド接続のみが必要であることです。これにより、システム内でルーティングする必要がある信号の量が最小限に抑えられ、コネクタの複雑さが減少し、システム全体の信頼性が向上します。USB UVCデバイスまたはモジュールのもう一つの利点は、任意の他のUSB UVC準拠デバイスと交換できることであり、この場合、私たちのラップトップ設計ではウェブカメラボードを簡単に新しいバージョンにアップグレードできます。しかし、オープンソース設計でUSB UVC準拠デバイスを使用する際には問題があります。画像センサーのCSI出力をUSB UVC準拠インターフェースに変換するには、カスタムファームウェアとISPを備えたASICが必要です。RealtekやSONIX Technologyなどの大手ICベンダーからは、統合ソリューションがいくつか提供されています。しかし、これらのICのドキュメントは自由に利用できず、そのためオープンソースのラップトップには適していません。