2020.01.22

Cosmo-Zの実装完了と動作テスト

実装中の基板が次から次へと上がってきます。

Cosmoz6pcs

あるお客様は25日締めなので、納品が1月25日を過ぎると翌月扱いになって入金が3月末になってしまうかもしれません。

(そもそも、25日締め翌月末払いだと26日から31日の間に相手方に届くと翌々月末支払いになって60日以上の支払サイトになる場合があるので、下請法のコンプライアンス的にどうなのかという問題はあります。

声を大にして言いますが、25日締め翌月末払いは下請法の支払遅延となる可能性をはらんだ条件なので、この世の中から消えてなくなったほうがよいです)

ただ、そんなことを言っても相手がわかってくれないと(もしくは、わかっていてそういう条件に設定しる場合も)揉めるだけなので、25日までに納品するのが吉です。しかも今月は25日が土曜日なので24日の金曜日には届いていないと面倒なことになりそうです。

そういうわけで、急いで製造していたのですが、何とか、今日基板が届きました。

 

今までP●.comで作っていた基板を国産メーカーに切り替えたので、ちょっと不安はあったのですが6台とも完璧に動作してくれました。P社で6層だと最速で急いでも受注日はカウントしないとか金フラッシュ+1日とかで1週間くらいはかかりますが、某国産メーカーは土曜日も営業してくれているので、本当に速く届きます。しかも安い。

それを信頼できる実装業者で特急実装し、本日届きました。

Cosmozcomplete

さあ、これを全力で検査するぞ!

Cosmozexam

 

6台のCosmo-Zの全48チャネルに1つずつ正弦波を入れていき、すべてのチャネルで波形が取れるかどうかを軽くテストしたところ、全く問題なしでした。

Cosmozwave

@100kHzでの歪率も-80db以下で、正弦波を正弦波として扱えています。

Cosmozfft

6台の検査が無事に終わりました。

Cosmozcomplete2

すべてのチャネルは完璧に動作しました。

明日さらに正確に測定して、無事に出荷できそうです。

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2020.01.21

Cosmo-Kの基板が届いた

1月の14日ごろに実装に出していたCosmo-Kの基板が届きました。

Cosmok

Cosmo-Kシリーズには、SFP(10Gbps)×3個のCosmo-K-と、SFP×3個とユニバーサルエリアの付いたCosmo-K0と、QSFP(40Gbps)が1個のCosmo-K+がありますが、上の写真のように1枚の基板に面付して製造しています。そのため、K+とK-とK0の製造台数が変わると使われなかった基板が無駄になってしまいます。

K0はほとんど受注がないので無視していいのですが、K+はK-より少し少ないのがもったいなく感じるところです。

出来上がってきた基板にファームウェアを書き込んで、USB3.0のテストを行ったところ、IN/OUTともに300MByte/sec出ていて、かつ256Mバイトまでのメモリの検査を行って異常なしでした。

ひとまず安心です。

 

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2020.01.20

新しいDAC基板を設計します(2)

機能の設計の続きを行います。

AM 0:30

基板のパターンを8個コピペしただけだったのを、回路図を複製して部品番号を振りなおしネット名を付け替えます。この作業が一番大変でした。

AM 5:00

8ch分の回路が正しく出来上がります。

AM 5:58

このDACチップは250MHz 14bitのパラレルインタフェースなのでメザニンコネクタまで一対一で配線を引けます。

クロックは大事にしようとガードリングを付けたり別の層にしたら、SPIの配線が引きにくくなることに気が付いて、1時間の手戻りが発生です。

Dac5

AM 8:01

家族の食事を作ったり、子供を学校に送り出したりして、仕事の再開です。

この基板は0.1mm/0.1mmのルールにしなくても0.125mmでいけるかと思ったり、6層にしなくても4層でいけると思い、デザインルールを緩くすることにしました。そのため、自分に無駄に厳しい労働を強いることになりました。

Dac4

AM 10:12

アナログアンプに供給する±2.5Vの電源をチャネルごとに用意したり、電源の層のスプリットプレーンを置いて、左半分は完成です。

Dac6

AM 11:04

アナログ回路が必要とする±5Vの電源を生成するDC-DCモジュールを、基板の右側に2chごとに配置しました。スイッチング電源なので気休めのLCフィルタでノイズを落とします。DCDCの後には±2.5Vを出すLDOを配置しています。

Dac7

きっと重い基板になるのでしょう。

まだ完成じゃありません。

Dac8

Dac9

AM 11:52

1.0Vを出す基準電圧回路を乗せます。

Dac10

なかなか完成しません。

PM 1:01

あとはポリゴン貼ったり、部品番号を順番になるように付けなおしたり、シルクの位置を調整したりします。

内層に通した電源がViaの壁で分断されていたりといった致命的なミスを見つけ、手直ししたりします。

これでようやく完成です。

Dac11

Dac12

PM 1:23

出図完了です。

今日は完徹してしまいました。

設計を開始してから延べ16時間くらいでできました。

生基板が到着するのは23日の木曜日です。

 

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2020.01.19

新しいDAC基板を設計します

Cosmo-Z用の拡張DACボードを設計します。

スペックは、14bit、125MHz、8chです。出力振幅は1Vppが標準ですが、OPアンプ回路の改良で5Vppくらいまで出せるようにしたいと考えています。

2:06設計開始です。

Dac1_20200123012701

4:35 8ch分の回路ができました。

Dac2_20200123012701

だいたいの形ができました。

・・・

実は、8ch分の回路はコピペしただけなので部品番号が同じです。

Dac3_20200123012701

とりあえず今日はここまで。

 

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2020.01.18

Cosmo-K-の基板を修正

特電の製品でCosmo-Kというのがあります。

Kintex-7を中心にDDR3メモリ、USB3.0、GPIO、SATA、10Gbpsの光ファイバを何個か備えたボードです。

なぜか今月に入って注文がぽぽぽぽーんと入ってきたので、生基板の在庫が切れてしまいました。

そこで、新しく生基板から作ることにしたのですが、せっかくなので基板の改版を行うことにしました。

Cosmok1

 

直したいところは「VCCAUX_IOを2.0Vにする」ということと「SFPケージの穴を大きくする」ということの2つです。

 

Kintex-7にはVCCAUX_IOという謎の電源ピンがあります。VCCAUXは通常は1.8Vですが、VCCAUX_IOはI/Oの出力バッファに割り当てられている電源のようで、DDR3メモリを最高速度でアクセスするには2.0Vにする必要があります。

Cosmok2

現在の基板がこんな状態で、ほとんどあまりのピンがない状態です。

それでも何とかVCCAUX_IOの端子を切り分けて、コンデンサを内側に1個追加し、配線を引き出すことができました。

Cosmok3

次に、光ファイバのモジュールであるSFPを収めている箱「ケージ」のピンの穴が狭かったので、これを太くしました。

使用している部品は、Anphenolの10127103-101LFとTE Connectivityの2007198-1です。

これらの部品には、たくさんの卵型の突起が生えていて、この突起を基板にはんだ付けすることで固定します。


Cage1

データシートには穴の直径は1.05mmと書かれているのですが、絶対に1.05mmの穴には入りません。

Cage2

今まではラジオペンチでこの卵型の突起をつぶして細くして基板に差し込んでいたのですが、「このデータシート、ゼッタイ変だよな~」と思いつつ、穴を限界まで太くすることにしました。

これで完成です。

Cosmok4_20200119003901

今回の修正は主にこの2か所なのですが、いままでの基板とパターンやステンシル、レジストなどに予期せぬ相違が発生していないかを念入りにチェックしなければなりません。

ガーバのDIFFっていうのがあれば便利なのですが、そういうのはなさそうなのでGCPrevieを使って念入りに見比べて、ようやく出図です。軽微な修正のはずだったのに5時間くらいかかってしまいました。

来週の木曜日には生基板が出来上がってくる予定です。

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2020.01.15

Cosmo-Zの生基板が届きました

1/10に入稿したCosmo-Zの新基板が届きました。

Np1068c3_1

Np1068c3_2

早速実装屋さんに送ります。

 

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2020.01.12

Spartan-6の起動タイミング

あるデバッグで、Spartan-6 FPGAがSPI ROMから起動するときの波形を見てみました。

Spi_config

Spartan-6は、電源電圧がある値まで立ち上がるとSPI ROMのコンフィグが開始するようです。

電源の立ち上がりに時間がかかると、完全に上がりきっていないときからコンフィグが開始してしまいます。この写真のケースではそれは問題にはなっていませんが、ちょっと気にはなります。

電源電圧がある程度まで立ち上がったら、遅延時間を待ってからPROGをL→Hにするようなリセット回路が必要ではないかと思います。

 

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2020.01.11

HSMS-282Pの代替部品

GHz帯で使えるショットキバリアダイオードで、HSMS-2xxxというのがありました。

ダイオードの接続にいろいろなバリエーションがあるので、検波回路や保護回路にいろいろと使えます。

私がCosmo-Zのアナログの保護回路に使っていたのはHSMS-282Pというもので、下の図のような接続だったのですが、このHSMSシリーズが2年ほど前からディスコンになってしまっていたのです。

Hsms

流通在庫を探すなどして何とかしのいできましたが、

このたび、Skywork Solutions Inc.という会社がSMS3923-081LFというのを出してくれました。Digikeyでも買えます!

Sms3923

性能もほぼHSMS-282Pに匹敵するもので、代替可能と判断しました。

Sms39232

 

 

 

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