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2017.01.13

Cosmo-Zの新バージョンが出来上がってきた

Cosmo-Zの新しいバージョンの実装があがってきました。

Cosmozc

今回は7台製造しました。

お客様によって、LEMOコネクタだったり、アナログフロントエンドの特性が異なっていたりするので、7台ともすべて異なる構成です。

今回の基板の改版点は、

  • ZYNQからI2Cを出し、RTCを実装した
  • RTCと一緒にMACアドレス用にIDを搭載
  • 拡張コネクタに3本の汎用I/O信号を追加
  • GPS用のコネクタを搭載
  • 電源の強化と、12Vを入れても壊れないようにした

などです。

まず、第一の改良点ですが、基板裏のこの部分。

Cosmozrtc

ここに、RTC用のIC(Microchip MCP79411)とバックアップ用の電気二重層コンデンサを実装しました。

バックアップといったらバッテリではないの?と思うかもしれませんが、バッテリが入っていると航空機に乗せるのが面倒になったりするので、輸出とかで困ることになるかもしれません。

そこで、バックアップは電気二重層コンデンサにしました。この大きさでも70mFあるので、27時間程度のバックアップはできるのではないかと思います。

さて、MCP79411というRTCのチップは、なかなか面白いICです。内部に1024bitのEEPROMと、64byteのSRAM、それから48bitのUnique IDを持っています。

Unique IDというのはMACアドレスに使えるIDのようで、調べてみると確かにMicrochip社のMac IDのベンダコードになっていました。これでCosmo-Zも正式なMACアドレスが与えられるようになりました。

sun

また、基板表面の拡張コネクタの部分にシルクを入れ、何番のポートかわかるようにしたのと、拡張コネクタの上のほうにGPS用の6ピンのコネクタを設けました。

Cosmozctop


1mmピッチのピンヘッダ端子に、「GND、1.8V、TX、RX、1PPS、3.3V」の順に端子が並んでいます。ここにGPSモジュールをつなぐのですが、ZYNQのI/O電圧を1.8Vにしているので、1.8V対応のGPSでなければなりません。候補として、LYNX TECHNOLOGIES社の「RXM-GPS-F4-T」が挙げれます。Digikeyでモジュールを購入して、試してみようと思います。

また、右側にある電源部はTIのTPS54620RGYRというICに置き換えました。いままではTPS62065を使っていたのですが、TPS62065は2Aまでしか出せないのと、12Vを加えたときに壊れるという問題がありました。

思い起こせば、ET2015の当日。先に会場に着いたアルバイトさんがCosmo-Zをセットアップしてくれたのですが、ちゃんと説明しておかなかったため、12VのACアダプタをつないでしまいました。このときの教訓から、12V耐性のない機械は危険だということを思い知りました。

また、最近、Cosmo-ZのFPGAが進化した結果、消費電流が増えて電源が足りなくなって落ちてしまうということが発生していました。そのため、4Aの電源モジュールを別途搭載して出荷していたのですが、TPS54620RGYRと表面実装インダクタ「CDRH8D28NP-3R3NC」のおかげでオンボードで4A電源を乗せることができました。

そういうわけで、この電源回路にはかなり思い入れがあります。

これから動作テストをして、出荷開始です。

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