2013年04月20日

基板カッター

古い古い記事の焼き直しなのだが、秋月で 380モーターを取り扱うようになったのを記念して。

リュータで切断砥石を使って基板を切ったことがあるのだが、割れやすい切断砥石を高い回転数で回すのは結構怖い。それだけでなく粉塵がけっこう出る。さらに ちょっと基板が大きいと 垂直に当てられない。(ナナメになるとまっすぐ切れないばかりか、切断砥石が割れるおそれがある) ... などという問題があった。

で、どうにかならないかと考えて作ってみたのがこれ。



電動飛行機用のギアダウンユニット -- GBX400/GBX400NG に、ダイソーの 32mm 切断砥石をつけるのだ。適合モーターは RS−385PH−4045

結構調子が良かったのだが、GBX400は音がうるさかった。(ナイロンギアの GBX400NG なら 少しは静かかも。) 以前は 安物リュータから取り出した 3.6 V 用の モーター を 5V で回してたりしたので 焼けたかなにかで使えなくなって 使うのをやめてしまった。

    写真のまま素手で使っていた。ギアがむき出しなのでちょっと怖いが、注意すれば巻き込まれることはない。へたに軍手など使うと却って危険だと思う。手袋するなら革製?

    たしか、ギアに指が擦れるのはままあった。皮が厚いのが幸いしたのかどうということはなかったが。

    もちろんカバー付けるとか工夫すれば危険は減るのだが、良い案を思いつかず。まぁもともとスライダーとか付けてちゃんとしたものを作りたかったのもある。こちらも良い案を思いつかず。

秋月で 380モーターを取り扱うようになって思い出して記事にすることにした。記事にするにあたって 今でも買えるのかどうか調べてみた。

GBX400/GBX400NG は、まだ大丈夫。ググれば在庫があるところがある。

    ちかごろは、三相ブラシレスモーターをギアなしで使うのがはやりらしく、過去の遺物のようになっているとのこと。いつか買えなくなる時が来るかもしれない。

    なら、ブラシレスモーターを使えば良さそうなものだが、直径が大きい上に 外周が回転する(タイプが多い)ので具合が悪い。

    京商 380ギヤダウンユニット というのもある。多分この 2種類。

消耗品の 切断砥石がキモだったりする。直径 32mm というのは重要。これぐらいないと垂直に当てられない。ちびたら 小さい基板にしか使えない。また穴径が 3mm φ でないと具合がわるい。(リュータ用は普通 1.8mmφとか)。ついでに書くと、厚みが 1.2 mm もあって 切断するには無駄が多いのだが、その分丈夫で割れそうにないのがメリット。

    で、調べてみたら ミニルーター用切断砥石(4枚組) として売っていることが分かった。以前は 1枚だったのでなんと コスパ4倍。

    ほかにダイヤモンド砥石、回転のこぎりをセットにした 3枚組もあるらしい。回転のこぎりは危険そうだし、ダイヤモンド砥石も直径が小さく具合がわるいので、4枚組のほうが良い。

    ダイソーと同じタイプのものが売っているかどうか確認できてない。ダイソーが取り扱いをやめたらどうやって入手するのかという問題がある。

さて、モーターのRS−385PH−4045は通常在庫品なので、焼けようが問題はなさそう。問題は電源のほう。負荷時 2.7 A と書いてある。5V 2A の ACアダブタだとギリギリかもしれない。

5V 4A の 5V4A STD−05040U が良さそうな気がする。

    AC アダプタ直結でも良さそうな気はするけれども、出力を調節できるようにした方が望ましい。
    写真を見ればわかるが、モーターが直接手に触れる。熱くなれば焼ける以前に使えない。無駄にパワーを浪費させるのは具合が悪い。

    Tiny13A あたりで PWM すれば十分なはず。操作にボタンしか付けられないが、2 つでなんとかなるだろう。例えば UP/DOWN に割り当てて、同時押しで スタート・ストップとか。

    モータードライバ -- 例えば BD6211F−E2 なんて ボリュームだけで制御できて使いやすそうなのだが、残念なことに 1A まで。そのほかのやつも 1A までが多い。Nch MOSFET とかで組むほうが良いと思う。

    制御には、MC34063A も使えそう。MC34063A も最大 1.5A で 出力電流が足りないが Tr を 外付けできたはず。

    あまり自信がないのだが、実は 1A で 十分かも知れない。ちゃんと切れている分にはパワーがあり余ってたような気もする。
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AE-FT232HL



秋月から FT232HL 採用のモジュール AE-FT232HL が出ている。以前記事を書いた UM232H と互換。ピンだけじゃなくて、回路やサイズまで互換のようだ。値段も 1200 円と安くなって お薦めだとは思う。

ただ、単にシリアルを使いたいという向きには、オーバースペック。それだけでなく (5.0V トレラントではあるものの) 3.3V 固定 というデメリットもある。(例えば 1.8V で I/O したい場合レベルシフタが必須になる)。また、2ch ある FT2232H なんかと比べると機能が劣る。微妙な面もあるのでツボを押さえた使い方をしたいところ。

    機能差のほかに、バッファの量が少ない。できる限り性能を引き出したいという場合には不利だったりする。

このモジュールのメリット

    足がハンダ付けされてない

      これは地味だけども メリットだと思う。最初からハンダ付けされていると そのまま使うしかない。自由度が高くなるのは嬉しい。

        細ピンのピンヘッダでも 丸ピンソケットに挿すのは厳しい。アイテムラボのピッチ変換基板用連結ピンを使うと 背を低くした上で 丸ピンソケットに挿せる。

      2個ある 2mm ジャンパも自分でハンダ付けする。バスパワー前提ならジャンパピンを使わずにショートしてしまった方がすっきりする。

      上向きにソケットを付けることさえできる。 JTAG アダプタとかしか(今は)思いつかないが、Arduino 的な使い方ができるかも。

    片側のピンだけで使える

      ADBUS が片側に寄っていて、3V3 と GND がある。ブレッドボードで便利そう。最初から片側にしか足を付けないというのもアリだろうし、L型の ピンヘッダで 縦に挿すことさえアリだと思う。

      別の基板に取り付ける場合でも、片側のみなら 基板スペースを有効に使える。ぐらぐらしないようにしたいなら GND,5V0 の 2ピンだけ付けるとか変則的な使い方もありだろう。

      ACBUS は 使えないわけだが、シリアルを使うのがメインなら割り切ることはできそう。

    SYNC Bitbang を使う場合のメリット

      FT232R と比べると Bitbang がはるかに高速。AVRライタレベルだと 速度が出ないという不満は出ないはず。ただ、ライタソフトも対応が若干必要になるので そこの確認は必要。

      対応として必須なのは、USB の ID の対応。あと 必須ではないが望ましい対応としては、ビットクロックの上限の変更と バッファ量(読み書き単位)の 増大ぐらいか。

      忘れてた。API で デバイスをチェックできる。これも対応が必要な場合がある。

    MPSSE を (BitBang として)使う

      FT232Rを PIC32MXライタに の記事で書いたのだが、MPSSE もまた SYNC Bitbang のように使える。プロトコル体系が違うから単純に比較はできないが、最大の違いは (速度低下のペナルティなしに)入出力を切り替えられること。 これを使うと 頻繁に 入出力を切り替えるようなプロトコルにも対応できる。PIC32MX の ICSP 対応はいけたので AVR の TPI/PDI にも対応できそう。

      SYNC BitBang では 8bit しか使えなかったが、うまく使えば 16 bit までいける。これもメリット。

    JTAGKEY cloneもどきにする

      USB の ID が違うという問題はあるが、JTAGKEY もどきにはできるんじゃないかと思う。このモジュールを使えば、お安く作れるとか コンパクトなものが作れるというメリットがある。

      JTAGKEY clone にする場合 EEPROMの 設定を変えないといけないと思われがちだが、MPSSE は SYNC BitBang と同じで単なるモード。問題なのは、シリアルと MPSSE では 入出力の方向が逆になるピンが出ること。具体的には 出力がぶつかる ADBUS2 の RTS (MPSSE TDO)が問題。

      JTAGKEY clone にする場合、レベルシフタ目的に バッファを入れるが、ADBUS2 に 抵抗を直列に入れてやれば、EEPROM を書き換えなくとも 安心して使えるように思う。

        回路図例を見ると ADBUS2 は Tri-State 制御してないケースもある。設定を書き換えない場合は要注意。

        直列に入れる抵抗の値はいくつが適切なのだろう。3.3V の電圧差で 4mA とかなら 82Ω? 。あまり抵抗値が大きいと高クロックにできないし 壊れないと思えるぎりぎりの値で良いとは思う。

        これは MPSSE 共通の問題。シリアルも使いたいなら抵抗は忘れずに。

      あとは、OpenOCD で使えるかのチェック。MPSSE といっても完全には互換ではない。FT2232H とかと ちょっと違う部分があるが、普通に使う分には関係ない。大丈夫だと思うが未確認ではある。

      ググっただけだが、OpenOCD は、0.6.0-rc2 以降で対応?

FT232H 応用メモ

このモジュールが発売されたおかげで MPSSE が身近になった。MPSSE が使えると便利な 応用は何だろう?。まず MPSSE は高速だというのが最大のメリット。入力と出力を頻繁に切り替える BitBang も使える。FT232R と違って EEPROM に設定することでシリアル以外の様々な機能も使える。

    MicroSD アクセス

    FAT を使う .. だけなら 意味はない。だが、情報を読み取ったり、パスワードを付けたり、書き込みロックをしたり するなら 汎用のものでは無理。FT232R や AVR を使っても良いのだが 速度の点で不満が出るケースもありそうだ。あと、ターゲットは マイクロコントーラだとしても プロトタイプはこれで作ってみるのも良さそう。

    I2C アクセス

    実用として使うのは疑問だとしても、プロトタイプを作ってみたりするには良いかも知れない。FT232R では 付加回路が必要だが、これだとそれも不要。AVR など マイクロコントーラではいちいち書きこまねばならないし、結果の出力も悩ましい。お試しなら PC でダイレクトに操作するのもありだと思う。

      FT232R での 付加回路について記しておくと ... 多分 デジトラ 1個が余分に必要なだけの話。... なんだが、まぁ単純なほうが良いとは思う。

    パラレル通信

    FPGA を使うメリットのひとつは高速処理。だが、PC と通信するのに難がある。PC の持つ高速インターフェイスを直接接続するのは荷が重い。MPSSE が高速だと言っても 30M bps 程度で 4MB/sec にも届かない。パラレル通信は高速らしく 60MB/sec とかいう数字を見たことがある。単純なインターフェイスでここまで性能が出せるものはあまりない。

    ちなみに、途切れなく読み(書き)続けるのは無理。ロジアナもどきとかフレームバッファもどきにするのは難しい。

    CPU スタイル FIFO

    よく分からないのだが、こういうのもある。8bit の LCD なら直結できそう。通信 オーバヘッドが減って嬉しいような気もするが EEPROM を書き換えて 専用機を作るときぐらいしか役に立たないような気もする。

ピン配置



パーツメモ

    FT232HL チップ単体でも入手できるし、パーツについてメモしてみた。ただ、Hi-Speed だしモジュールで済ませた方が楽で良さそう。

    BLM18PG600SN1D フェライトビーズ(FB)

      これは、オリジナル UM232H と同じように入っている。

    FA238V-12MHz

      ひょっとして、このモジュールに合わせて 12MHz も販売するようになったのだろうか? それはともかく、FA232 の 12MHz が入手できるようになったのは喜ばしい。

    12KΩ (1%)

      REF に接続する抵抗で 1% 精度指定。入手が面倒。これは FT2232H なども同じ。

    PGB1010603

      USB の D+/D- に入れる パルスガード。オリジナル UM232H と同じ。データシートにも載っている。デジキーだと入手できるものの結構高い。類似っぽい、ESD9B も使えるのかどうか? (こちらは安い)

      あるいは、FT2232H と同じようになしで済ませられたりしないのだろうか? さらには回路図の記号の通りツェナーダイオード直列ではどうなんだろう?

        ちょっと見た限りでは、両方とも IEC61000-4-2 とは書いてある。だが、ESD9B の方は寄生容量が 15pF と大きい。多分超高速インターフェイス向けではないのだろう。となるとツェナーダイオード直列も無謀か。ところで、D+/D- は直列に 0 Ωの抵抗が入っているんだが、なんのためだろう? PGB1010603 を使わないなら 信号線用の FB でも入れるのかな?

        ... と思ったら ムラタの資料(pdf)に Hi-Speed(HS) では FB を使うと波形が崩れるからダメと書いてあった。使うのなら コモンモードチョークコイルだとか。

        FT2232H のデータシートと見比べてみたが ESD プロテクションは同レベルのようだ。なら無理していれなくとも良いのかも。

    93LC56B

      これは、B でないとダメだとか。16bit モードを持っているかどうかが重要らしい。

      なしで済ませるのも可能そうだが、シリアル がベースになり パラレルとか試せなくなる。付いている LED も 点灯できなかったり。高いものではないが、これも入手が面倒。

    こんな風にパーツの選定と入手が面倒でおっくうになってしまう。

おまけ TXS02612

    デジキーで SDIO を検索したところ TXS02612 というものが見つかった。

    これは、SDIO ポートエクステンダというもので、1 つの インターフェイスで 2 つのデバイスを使えるようにするスイッチ。 QFN-24 パッケージがあって、200 円以下。

    データシートをひもといて見ると... 2つのポートは、それぞれ別電圧にすることが可能。(ただし、1.1V 〜 3.6V の範囲) 。(CLK 以外の)信号線 はアナログスイッチのような 双方向。

    オーバースペックだが、下は 1.1V まで対応しているし JTAG 用の レベルシフタとして使えるような気がする。実際に使おうとするならちゃんと調べないとダメだが気になっている。

おまけ FTDI の FIFO バッファ量

    RX TX
    FT2232H 4KB 4KB
    FT232H 1KB 1KB

    FT231X 512 512
    FT230X 512 512
    FT232R 128 256

    FT232H は 1KB と FT2232H と比べれば全然すくない。これだけ違うと BitBang でのピーク性能にだいぶ差がでるかも。

    改めて調べてみたら、FT232R は結構少ない。12Mbps 版の新しいチップ FT231X/FT230X では 512B と増えている。性能的に変わらないかと思っていたが、ちょっと変わってくるかも。

     FT231X : SSOP 20 pin と小さくなった。シリアルのピンは省かれておらず、CBUS も 0-3 があり CBUS4 だけが省かれた。
     FT230X : SSOP 16 pin 。シリアルが 4つ省かれて TXD/RXD/CTS/RTS だけに。あとは同じ。
     共通: VCCIO 3.3V まで (5Vトレラント)。USB D+/D- に 27Ωが必要。VID 6015 に。
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2012年11月03日

A13-OLinuXino

ストロベリー・リナックスから、Olimex の A13-OLinuXino-WIFI というボードが発売になった。(在庫あり! 6,300円)

    Mouser でも取り扱っている。5916 円であまり安いわけではないようだ。


これは、Allwinner A13 という ARM Cortex-A8 (1GHz)採用の Android 向け SoC を採用したボード。Raspberry Pi や BeagleBone の仲間である。

    写真では、WIFIが載っていないが、3 つの USB ポートがある 右、SSOP-28 の GL850G があって その更にすぐ右のコネクタに USB タイプの WIFI が載る。写真では NAND Flash は空きスロット だが、ここに4GB のものが載る。(無印は NAND Flash もない)

    JTAG ポートがあるみたいだが、JTAG 必須ではない。JZ47XX のように USB からブートできる(はず)。あと MicroSD からも ブート可能だったはず。

    メモリは、512MB で 実用可能なレベル。Ubuntu や Android が出ているかどうかは調べていないが、出ているような気がする。

私は、ARM に手をださない方針で blog では ARM 関係は言及してこなかったのだが、これは例外。そして 例外 とした 理由は はっきりしている。

    Allwinner A13 は、電子工作可能 (QFP) な SoC という条件を付けると (おそらく) 最速。今は BGA ばかりだから 新しいチップとしては、希少な存在なのだ。これ以上のものはもう出て来ないのではないかという気までする。そして、 A13-OLinuXino は 回路図まで公開しているボードなのだ。

    要するに 電子工作という観点で気になる存在なのだ。

私は、まだ手をださない。私の目標は MIPS の QFP な SoC -- Ingenic JZ4725B あるいは JZ4755 で 電子工作することで、それは変わらない。だが、人に薦めるならば、Allwinner A13 ではないかと思う。

    電子工作で使うにしても 単にボードを利用する目的だと 薦められるかどうかは分からない。GPIO が沢山あって ピンヘッダも普通の 2.54mm ピッチだから Raspberry Pi では満足できない人には良いかも知れない。

    電子工作ではなく、Ubuntu や Android を使うのが主目的の人には 薦められるかどうかは怪しくなってくる。メモリは 多いほうではない。性能が高いとも言えない。-- Android Stick でも 1GB のものはある。
    VGA 出力というのが特徴で これはメリットにもデメリットにもなりそう。他のメリットがあるとすれば、情報がオープンなこと。製品寿命が長そうなこと。ソフトがメインであっても いじるのが目的ならば 悪くはない。

    そもそも A13 は、Android としてはローエンド向けのチップ。同じ Allwinner でも A10 の方がまだ魅力がある。A10 には、SATA インターフェイスがあり、こういったボードが出るなら SATA を付けてくるはずだからだ。

    以前 『49ドルのARM開発ボード Cubieboard』というのが紹介されていた。今どういうステータスかは良くわからない。入手可能で、ちゃんとソースコードが出てくるならば、こちらの方が良いだろう。あと A10 は、Android タブレットに多数採用されているが、Android Stick , Android TV Box なども製品が沢山ある。Android ではなく Ubuntu を動かしたいと考えているならば、改造している人がいる製品を探すと良いかも知れない。

    Mele A1000 ($92.6), Mele A1000G ($107.1) , Mele A2000G ($106.0) あたりは、Android TV Box のなかでは有名な方(だったと思う)。

    ここまでにしておこう。-- このブログは 電子工作がメインなので、これ以上は掘り下げない。

    と書いたものの、Wandboard なるものが出るらしい。ひょっとして、これは良いもの?

    追記: ストロベリーリナックスから A10 採用の pcDuino が出ている。7350 円。RAM が 1GB もあって良さそうではある。ただ SATA はないみたいなのが少々残念。末永く売ってくれそうだし、これも良いかも知れない。

おわりに

JZ47XXのリファレンスデザインから』、『taobao でジャンク基板(2)』といった 記事を書いている過程で、A13 のボードのことを知った。Ingenic の MIPS SoC は 自分の趣味だが、電子工作可能なものは どういったものがあって、Ingenic のチップは、どういう位置づけなのかは押さえておきたい。そういう意味で A13 に関して興味をもった。

A13-OLinuXino 自体は、Raspberry Pi ほど大量には売られないだろう。ただ、長期にわたって売られる可能性があるし、自作できる可能性さえ残っている。趣味で開発コストを投入するなら、こういうのも楽しみがあって良いのではないかと思う。

なお、新しい情報を得たらここに追記していくつもり。

リンク

おまけ: ARM に手をださない方針について

    不思議に思う人がいると思うのでコメントしておく。

    私は、OS など基盤系が趣味なのだ。(基板ばっかり作っているけど typo にあらず)。 沢山の人が参加している ARM よりも 誰も手をださないものに挑戦したいだけなのである。特に MIPS はちょっとした思い入れがあるし、Ingenic SoC の情報も手に入ったので 強い興味を持っているが、人には薦められる状況ではない。

    今後も、趣味としては ARM には手をださないつもり。実用として使うなら別だけど PC 自体を電子工作の対象とはしないのと同じ事。ただ Allwinner A13 だけは興味が出てきた。手をださないまでも、ウォッチはしていきたい。

メモ

    A13 と JZ4755 の違い

      どちらも 0.4mm ピッチ QFP176 なのだが、決定的に違うのは、まずメモリインターフェイス。

      A13 は、DDR2/DDR3 対応で大容量のメモリが使えるのに対し、JZ4755 は、旧来の SDRAM しか使えない。安価に買える SDRAM チップは 32MB (16M x 16bit) でこれを 2 つ使って 64MB あたりが妥当な容量。これで Android や Ubuntu を動かすのは不可能。だから根本的に使い方が違う。

      CPU 性能も大きく違う。A13 は、二次キャッシュ (256KB) 付きなので、クロック以上の差がある。4 - 5 倍ぐらい違うはず。

      USB HOST -- JZ4755 も USB HOST 機能はあるのだが 12 Mbps の Full-Speed 。Hi-Speed はデバイス専用。A13 は、HOST + OTG どちらも Hi-Speed のようだ。Hi-Speed が 1つあれば、いろいろな目的に使える。SATA はないが、USB DISK も それなりの性能で使えるわけだ。

      これだけ違うなら、別のものとして捉えた方が良さそうだ。

      といっても、JZ4755 がダメなチップだとは思わない。これは、高速な 組み込み向けチップで、A13 は ローエンドの Android チップ。もちろん A13 を 組み込み向けとして使うことはできるのだが、Android がまともに動くなら割り切れないのだ。それに、A13 は電子工作で扱えるギリギリではあるが、多分メモリの周波数が高い分だけ扱いにくい。随分とレベルが上がらないと扱えないだろう。

    回路図から

      ちょっと目についた範囲で簡単に

      VGA は、LCD のデータを 自前のDAC で アナログ RGB に変換している。ALVC244 を多数使い 6bit DAC を抵抗で組んでいる。HYNC, VSYNC は、FET(BSS138) でドライブ。さらに出力はすべて ダイオード(BAT54S) を使ってクランプしている。抵抗値の選択は参考になりそう。

      ボタンは、例によって ADC を使っている。QFP176 でもピン数を節約したいようだ。

      RTC は、I2C 制御のデバイス(PCF8563T) を外付け。

      電源回路は、メインが AXP209 というチップ(QFN48)。このチップは たしか taobao で購入可能だったと思う。回路図と Linux ソースコード が入手できれば、データシートがなくとも 扱えるかも知れない。憶えておこう。

      この AXP209 という電源 IC は、LDO が 4 つに スイッチング が 3 つ。それに加えて USB HOST の VBUS 用 スイッチなどもある。さらには バッテリーチャージャーも。これらの機能を I2C で制御している。

      しかし、これでも機能が足りないらしく単機能の スイッチング 電源IC がさらに 4 つ使われている。電源周りは、予想以上だった。
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2012年10月22日

taobao でジャンク基板(2)

taobao でジャンク基板(2010年10月)』の 2年ぶりの続き。10 元/枚 で売っているところを見つけ買いまししたので、真面目に調べてみることにした。



これはなにかというと PMP ジャンク基板。もとの機種名などは分からないので、基板の裏面に 載っている 名称から FX010 としておく。採用している SoC は、JZ4725 360 MHz (〜 400 MHz)。半完成品(未使用)で NAND FLASH と SDRAM と LCD が載っていない。

    今回よくよく見て分かったのだが、未完成のまま、NAND FLASH, SDRAM , FM モジュールなどを取り外したようだ。ハンダブリッジもあったりするし、一部の部品が 取れてしまったりもしている。水晶の足が 片方外れているものさえあった。

    10 元という安値のところを見つけて、買いまししたのだが、これはもっと程度が悪い。コイルが割れていたりするものさえあった。(これは乱暴にあつかったためだろう)

こんなものを買ったのは、いじれる可能性があるからなのだが、残念ながら人には薦められそうにはない。程度も悪いし、数も確保できない。プログラムを作れるようになったとしても、そのころには入手できなくなっていそう。

まぁでも、解析して自由につかえるようにしてみたいのだ。自分の分は潤沢に確保できたので 潰してしまうような実験も出来る。これで経験を積んで、自作ボードに挑戦してみたいと思っている。

ここでは、このボードの解析情報を載せようと思う。ほとんどの人には関係なさそうだが、中華PMP が、どんなつくりになっているかを 知ることは 他で役に立つかもしれない。(関連記事 『JZ47XXのリファレンスデザインから』)

ちなみに、このジャンク基板の SoC -- JZ4725 の情報は入手できている。どうやって使うかについての詳細は別途にしたい。簡単な説明だけ。

    まず書いておかなければならない。CPU はMIPSで、はやりの ARM とは違う。MIPS といえば PIC32MX もそう。こまきことを言うと、PIC32MX は、MIPS32r2 だが、こちらは 無印 MIPS32 。TLB や キャッシュもあるが、FPU はない。あと 動画に対応するために、特殊な SIMD 命令群を持っている。

    NAND FLASH, SDRAM をつけなくとも、プログラミングは可能と言えば可能だったりする。このチップは、USB から任意のコードをブートできるのだ。最初 stage1 と言われるコードを USB を通して ロードし、キャッシュに載せて動かす。普通は、SDRAM をセットアップして一旦終了。つぎに stage2 をSDRAM に ロードする。stage2 は、USB のコードを持っていて これがブートローダ本体。さらに USB から データを ロードして 動かしたり、FLASH に書き込んだりする。

    stage1 をいじってプログラムを作るのはしんどい。I-cache 16 KB / D-cache 16 KB だから小規模なものは動かせるはずだが、キャッシュの操作を入れないといけない。16Mx16 の SDRAM を載せてやると、32 MB のプログラム・データ領域が得られ、stage2 を使って、結構好きな事ができる。... というわけで SDRAM は、なんとか入手して付けないと 。



    SDRAM は新品では割高だったり入手が難しいのだが、メモリモジュールから外すつもりなら 今 結構安く入手できる。これなんかだと 16Mx16 が 4 つ載っている。

    実際に入手したが、S2516ADTA-75-E とマーキングがある。型名は、EDS2516ADTA-75-E -- 16Mx16 で間違いない。

まずは、入手したら やるべきことについて (注意点)

    まず気を付けなければならないのは、ハンダブリッジ 。チェックして 必要なら ハンダ吸い取り線で 余計なハンダを取らないといけない -- のだが、パターンが弱く剥離させてしまう恐れがある。要注意。

    部品が取れてしまっている場所は、NAND FLASH+SDRAM の周り と FM モジュールの周り。要するに 取り外しのまきぞいを食った形。

    SDRAM の 外 ボタン側が一番確率が高いのだが、まれに 変な所も取れている。... というか下手なやつが外したものは、全体的にひどい。(先に入手した 6 枚中 1 枚のみひどい。)

    ... とこういうわけだが、ひどい1枚は、 水晶の足が片方取れていて スイッチの横の(電源用)ダイオードもなかった。両方とも修理可能だったが、調査につかい パターンを剥離させてしまった。

    10 元/枚 で最近入手したものは、もっと程度が悪い。12 枚入手したが、コイルが完全に割れてしまっているもの 3 枚、1.8V 用の IC まで取れているものが 別に 1枚。コイル欠け(これは製品でも見られたりする)も 2 枚ほど。

    幸いパターンは傷んでいないようだから 補修用の部品 (L, R, C)を確保できるなら修理可能。だが、1.8V 用の ICまでないものは修理も厳しい。

売っているところ

    中国の ショッピングモール taobao の
     ・ e通数码科技 23 元 (個数制限あり? 10 枚発注して 6枚入手)
     ・ 智利数码科技(zyy15278420081) 10 元! : (25 枚発注して 12枚入手)

    ただし、代行業者を通して買うのが普通で、送料・手数料を加算して考える必要がある。他のものを買うついでに買ってもそれなりにコストがかかる。沢山買っても、20円/元 相当になるかも。それでも 200円/枚だが。

    後で発注した方は、どういう交渉になったのか、よくわからないが、25 枚の値段で、ボード 12 枚と JZ4725B のチップ 14 個になった。(別のところでも JZ4725B を買ったので、随分沢山チップを所有することになってしまった。)

こんなに沢山買ってどうするか? 調査のために潰したりもしているが、修理し損なうものが大分出そう。それに JZ4725B に載せ替えてみたいのだ。はんだ付けが出来なくて諦めるかもしれないが、結構な数をダメにする見込み。まぁダメになったのは、部品取り用になってもらう。

プログラミング環境から作るつもりだが、環境を作っても使えるものが残らないと話にならない。 数枚ぐらいは 生き残って欲しい。

まぁ、うまく行くようならボードも作る。ただ、こちらは全然自信がない。ハンダ付けも厳しいし、2 層基板で なんとかする方策を練らないといけない。(4 層基板は作成可能になったとはいえ 高いし経験もなくて無理。Eagle のライセンスもない)



ちなみに、まだ買える PMP で 近いのは、紫光 (UnisCom) T950 。(時計の画面が特徴的で JZ4725B 採用のはず)。 たとえば ここで 115 元。ちゃんとした製品ですらこの値段だから、ジャンクが安いとも思えなくなってしまう。だが、完成品を買うと それに囚われる。動いているものを壊すのには抵抗がある。

ハードとして載っているインターフェイス

     ○ SDRAM インターフェイス (空きパターン)
     ○ NAND FLASH インターフェイス (空きパターン x 2)
     ○ サウンド出力/マイク入力
     ◎ スピーカー出力
     ◎ MicroSD
     ◎ USB (HI-Speed , デバイス)
     ◎ リポ電池 インターフェイス (空きパターン)
     ○ FM モジュールインターフェイス (I2C , ラインイン: 空きパターン)
     ◎ LCD インターフェイス (空きパターン)
     ◎ ボタン x 6
     (◎解析済 ○解析不要 △要解析)

    PMP なわけだから こういうものは当然載っているのだが ... これらを扱うプログラムから作らないといけない。また、どの GPIO が接続されているか解析しないと使えないものも多い。 (ほぼ解析完了)

FX010 の GPIO 割り当て

    ダメだめな 1 枚を 破壊読み出しして、だいぶ分かってきた。 ( 調べる方法はリード線を付けてテスターで確認するだけだが、良くわからないところは部品を取ってみたり。だいぶボロボロになってきた。)

    o SD_CD 54 WAIT SDカード検出
    o SD_PWR 102 LCD_SPL SDカード電源SW (未使用)
    o CHARG_DET_N 107 LCD_PS 充電完了検出
    o USB_DET_N 48 PWM5 USB電源検出
    o BL_PWM 57 PWM3/RXD バックライト制御
    o AMPEN_N 105 LCD_REV スピーカーON
    o LCD_RESET 103 LCD_CLS LCD の RESET ピン
    o LCD_CS 110 LCD_DE LCD の CS ピン (111 かも)
    (LCD_RS LCD_HSYNC ) 一意に決まる
    (LCD_WR LCD_VSYNC ) 一意に決まる

    ? KEY_INT 112 LCD_D16 (?)

    1.65v 2.27v 1.06v 0.60v (USBBOORT)
    ___ ___ ___ ___ ___ ___
    o o o o o o o o o o o o

    WKUP GND 103 COM COM 223 COM 472 COM 222 GND LCD_PCK
    85 | | | | 2
    GND GND GND GND

    VDDRTC
    |
    103
    |
    COM: -+-- R --- ADIN1 68
    |
    | VDDRTC
    | |
    | S Pch FET(2A)
    ---- G
    D -+- LCD_D16 112 (KEYINT)
    |
    105
    |
    GND

    VBUS
    |
    104
    PWM5 -------+
    204
    |
    GND

    不明
    LCD_D17 111

    KEYINT はこんな感じ。2A とマークされた Pch FET (たぶん)の Gate の電圧がボタンを押すことで下がると H 。2A は FET でないと ダメなはずだが ... PNP Tr も 2A とマークされるから区別ができない。

    不明なのは、1 つになった。あと 111 を中心とした 3PIN は入れ替わっているかも 要 FIX 。

    まだ他に不明なものがあった。

    電源については、VCCRTC は常に通電されていて、メイン電源は、PWRON ピンで行う。これは VDDCORE と VDDIO 用のレギュレータの EN に接続されている。レギュレータは アナログ用が もうひとつ別にあって、これの EN の扱いが先の 2 つとは違うようなのだ。OFF は PWRON ピン優先でないと困るが、ON するのに別の条件があるかも知れない。
    ちなみに、OFF (あるいは サスペンド)状態から ON するのには、WKUP ピンがある。これは GPIO の機能もあるピンで ボタンに接続されている。ただし、電源供給されていないと意味が無い。電源供給は、スライドスイッチ が ON になっている or USB に接続されている が条件。

    電源関係は、USB コネクタの裏側にもある。ここに SOT23 が 2 つある。どういう役割をしているか未だ調べていない。どのように電源が供給されるかは、後学のためにも把握しておきたい。

    不明な GPIO が 1 つしかないということは、空いていないということでもある。だが、機能を潰して GPIO に回すことはできる。I2C は最も引き出しやすい、次は 0.8mm ピッチの LCD 。microSD を潰すという手もある。最も使わなさそうなのは、NAND FLASH なのだが、こちらは 0.5mm ピッチで 厳しい。

何に使えるのか?

    こんなものを 何に使うのか? 疑問に思われるかも知れない。それも、もっとも。

    Linux を移植することは可能ではある。JZ4740 用のコードが 正規の Linux に含まれているが JZ4725(無印) は、これと結構近いのだ。だが、移植が出来たとしてもつまらないのだ。(あまり性能が高くない) Raspberry Pi と比べてさえ相当に見劣りするから、単に遅くて不自由な Linux マシンになってしまう。Android は論外で遅い以前にメモリが少なすぎる。

    だが、電子工作レベルで 考えると 結構魅力的にも見える。自作可能で 400 MHz というのは あまりないのだ。もし、PIC32MX を使うのと同じように使えれば、クロックが5倍・10倍 になってメモリも比較にならない容量になる。さらには、HI-Speed の USB -- 電子工作レベルでこれが扱えるものは少ない。

      500 MHz あたりで LQFP ... となると かつて中華PMP で使われていたチップぐらい。それも高性能化にともなって BGA ばかりになっている。古い RK2608 とか ARM で LQFP もあるが、プログラミングできる情報が入手できない。

      ... と思っていたが、なんと GHz クラスがあった。ものは Allwinner A13 。詳しくは知らないのだが、Olimex が ボードを作っている。これは、Linux のソースコードぐらいは入手できるはず。

    ただ、問題はインターフェイス。HI-Speed USB (デバイスのみ)、microSD、オーディオ、LCD インターフェイスに 、バッテリー インターフェイス。さらには I2C 。立派なインターフェイスは付いているのだが、これでは PMP にしかならない。PMP の劣化版が目標ではつまらないのだ。

      I2C にセンサを付け、LCD で表示させる ... なんて使い方はあるかも知れないが、PMP を買って改造した方が安くつきそう。ジャンク基板ベースで 再構成するのでは 意味がなくかえって不利だ。オーディオを扱う場合も同じ。

      そして、PMP ベースにすると Linux を入れたくなる。で、頑張るはめになっても、結局は貧弱なシステムになってしまいそう。

      Linux を入れずに .. そして 電子工作らしいインターフェイスを付けて シンプルなファームウェアで動かすのが満足度が高いような気がする。

      LCD インターフェイスを使って、本来とは違うタイプの LCD を付けるというのはアリかもしれない。コントローラ付き以外に スキャンタイプの LCD (480x272 ぐらい 〜 800x600)も制御は可能。ただ、このボードは、LCD_CLK が、ボタン(と BOOT_SEL)につながっていて、そういう改造をするにはちょっと嫌な感じ。

      コントローラ付きでもスキャンタイプでも DMA を使って フレームバッファを出力させることが出来る。(無限に転送を繰り返すことも出来る)。画像という制限もなく、息継ぎなく波形を出力するようなことも出来るようだ。

    あまり改造しなくとも、結構なことが出来るような気もするのだが、高速なインターフェイスをひとつぐらいは持ちたいところ。ところが、JZ4725(B) は、ピンが少なく上記以外のインターフェイスが全然ないのだ。

    ここをクリアできると、いろんな可能性が出てきそうなのだが ...ここは、ちょっと考えてみたい。

    まぁこういうとりとめがないことを考えに入れつつ... まずは動かすことを目標にするのだ。

    JZ4725(B) は、こんなところだが、JZ4755 というチップもある。こちらも 0.4mm ピッチ LQFP だが、ピン数が多く インターフェイスも多い。カメラインターフェイスがあって、データの高速取り込みも得意で SPI も別にある。さらに、I2S や ビデオDAC(10bit DAC x 3) があって、いろんな出力ができる。 SDRAM も 32bit 幅に対応していて、メモリ帯域を増やせる。ボードを作るなら、こっちが本命だとも思っているが、JZ4725B を入手してしまった。


ここからは、わかったことのまとめ。

データシートについて

    データシートだけでは、プログラミングできない。programmers manual というのが必要。
    さらに、それだけでは分からない部分がある。USB とかは削除されている。削除されているものは、Linux のドライバのソースコードを見たほうが早い。(Dingoo Linux のコード が 標準カーネルに commit されている)

    直接リンクはしない。(jz4725_ds , jz4725_pm で検索すると見つかる .. かも)

    JZ4725B は ピン配置に互換性があるが、別物だと思った方が良い。これも検索すると見つかるのだが、中身が随分と変わっている。こちらは、JZ4755 に似ているのだ。

SDRAM インターフェイス

    16 bit 幅の SDRAM が載る。載せるなら 16Mx16 (32MB)が普通。8Mx16 (16MB) というのも ある。実際の PMP は 16MB が多い。

    PC 用の DIMM (PC133 とか) は、8bit や 4bit 品がよく使われている。とりはずして流用するなら 4 つしかチップが載っていない ものが確実に 16 bit 品。

NAND FLASH インターフェイス (空きパターン x 2)

    2 つ空きパターンがある。
    どちらが #1 か特定する必要がある。(ブート対象)
    NAND FLASH は、2K ページ のものしか使えない。(たぶん 2GB のタイプ)

    ただし、使わない予定。USB を通じてブートさせる。

サウンド出力/マイク入力

    サウンドだが、

    HPOUT ------+- 33 --- 47u -- FB --- OUT
    |
    + -C -- 51 --+
    | |
    C GND
    |
    103
    |
    スピーカーへ

    こんな感じ。C(0.1u) + 51 は何だろうか? HPF を GND に持って行っているから ノイズ対策?


スピーカー出力

    アンプ IC が載っている。Enable するための GPIO を特定する必要あり。(済)

    なにも 操作しないと、ON で イヤホンを挿すと OFF になるようになっている。GPIO で L にすると 強制 OFF 。入力は、L/R をミキシングしたもの。

microSD

    1bit SD インターフェイスを使用している (遅い)

    カード挿入を検出する GPIO を特定する必要あり。(済)
    電源を Enable するための GPIO を特定する必要あり。(済: なし)

    電源スイッチはパターンのみ。常に ON (0 Ωでショート)。常に挿しっぱなしで使うから妥当か。

USB (HI-Speed , デバイス)

    USB からの電源供給を検出する GPIO を特定する必要あり。(済)
    バッテリー使用時しか関係ないから パターンから調べる。それらしきものは見つかった。

リポ電池 インターフェイス

    一般的な充電 IC LTC4054 のパターンだけある。多分代替の 簡易回路が載っているのではないか?

    ステータスを検出する GPIO を特定する必要あり。(済)
    充電を止める GPIO を特定する必要あり。(済: なし)

    デフォルトでは、LTC4054 は載ってない。強制的に充電。(OFF にできず)。載せた場合は、ステータスだけ分かる。

FM モジュールインターフェイス (空きパターン)



    L/R LINEIN , I2C が接続されている(はず)

    2mm ピッチなので(唯一)楽に信号線を引き出せる。

      ANT (1) DATA I2C_SDA
      MPX CLK I2C_SCL
      RLINEIN R-OUT BUS MOD
      LLINEIN L-OUT Write/Read
      GND VCC

LCD インターフェイス (空きパターン)

    36 pin の 2.4 inch LCD が載る。
    LCD 制御用のピンはかなり決まっている。線を引き出せば GPIO として 使える。
     ただし、0.8 mm ピッチのため引き出しは難易度が高い。
     (出力専用として設計されているため)例えばボタンなどと共用になっているピンがあるかも -- 要注意
     LCD 用ピンの出力は、4mA で 初期化時 プルアップされる。
     シリアルインターフェイスも使えるはず (SLCD_DAT15(DATA)/SLCD_CS/SLCD_RS/SLCD_CLK)
    LCD のピン配置を 特定する必要あり。(済)
    バックライトの ON 用の GPIO を特定する必要あり。(済)
     バックライトは PWM が使われることが多い。兼用機能の I2C , TXD は使われることがないので、PWM3(RXD) か PWM5 の二択。
     → バックライトは PWM3/RXD と判明。

    LCD_PCLK 1 は、ボタンに使われていて、シリアル(SPI) には使えない。8 bit 化ぐらい。

      ピン配置 (調査済)

      1-3 NC
      4 GND
      5 NC        

      6 RESET レ (LCD_CLS )
      7 VSYNC VCC
      8 HSYNC VCC
      9 DOTCLK VCC
      10 DEN   VCC
      11-28 DB17 - DB0
      11-18 (SLCD_DAT15/PC15 - SLCD_DAT8/PC8)
      19 NC
      20-27 (SLCD_DAT7/PC7 - SLCD_DAT0/PC0)
      28 NC
      29 RD   VCC
      30 WR   レ (LCD_VSYNC/SLCD_CS/PC18 )
      31 DC   レ (LCD_HSYNC/SLCD_RS/PC19 )
      32 CS   レ (LCD_DE )
      33 GND GND
      34 VCC VCC
      35 LED (-)
      36 LED (+) (3-4 直列)

ボタン x 6

    制御用の GPIO/ADC を特定する必要あり。(済)
     ADC を使用している可能性が高い。

    ボタンは、判明。左 WKUP 、右 LCD_PCK + BOOT_SEL(?) 。中の 4 つは ADC だが 割り込み用に GPIO が割り当てられている(ようだ)。

    USB コネクタ側のボタンを押しながら USB に差し込むと "Usb Boot Device" と認識される。そして、このときだけ 触れないほど高熱になる。... これは知らなかった壊れると困る。全速力で動作するためなのか、ボードになにか問題があったためか不明。

シリアル



    テストパターンとして出てはいる。左が TxD 右が RxD 。

    RxD は、他の機能に使用されている。(バックライト) 。ランドは剥がれやすく扱いに注意が必要。

電源系



    電源は、
     3.3V LDO (SOT23 6621 -- XC6621 ?) RTC用
    3.3V LDO (SOT23-5 A232) x 2 , IO用+ アナログ用。
    1.8V DC-DC (SOT23-5 HX-UG)
    LCD backlight (SOT23-6 5121R -- XZ5121)

    があるのは確認できた。その他に
     Li-po Charger (SOT23-5 LTC4054)
     micro SD (SOT23 Pch スイッチ)
    のパターンだけある。

    LTC4054 は付けておらず ダイオード + 2.2 Ωで代用している。microSD は、スイッチを 0Ωでジャンパしていて常時 ON。あと、XZ5121 の 近くに SOT23-5 の空きパターンがあるが 何か不明。



補修編

    SDRAM と FLASH は取り外されている。そのときに近くの RC も外れてしまっているものが多い。



    ---------- -- HX-UG
    | C | | C| +----+ ------
    | | | | | | + +
    ---------- -- | | | coil |
    -- -- | | | |
    [104] [ X ] | | | | +----+ + +
    | 0| | X| ------
    [472] [ C ] -- -- [ C ] [ C ] [ C ]
    0.1u 0.1u 0.1u 0.1u

    SDRAM 周り で SOT23-5(HX-UG) とコイルがある あたりにまず足りないものがある。
    足りないものは全部 1608 の CR で再生可能。

    まともなやつもあったので、そこから転記。X は元から空きパターン。こんなところだけ器用に外せない。



      だいたいこんな感じ。下側のコンデンサは、たぶん SDRAM 用。SDRAM を付けるとき必要。とりあえずはなくても。

    で、その左。

    (-) (+) 0.1u
    ---------- -- LTC4054
    | C | | C| +----+
    | 10u | | | | |
    -- ---------- -- | |
    | | ---------- -- | |
    | | | | | | +----+
    -- | DIODE | | C|
    2R2 ---------- --
    0.1u

    LTC4054 のパターンは、元から空きパターンのような気がする。その左が根こそぎ外れているものが 1 つだけあった。(それ以外は無事)

    まぁこれは、バッテリー充電周りだから、なくとも動く。ちゃんと使うなら LTC4054 を使いたいし回路を精査しないと。


      回路が分かった。LTC4054 は元からついておらず、ダイオード + 2.2 Ωで代用している。(赤の部分: LTC4054 を付ける場合は外す。) Lipo 電池は 過電圧保護があるが ... それに頼ると劣化が早くなる。充電を停止させるスイッチが 入力に付いていると思いたかったが ... そういうものはなかった。ステータスは読めるが、PROG の操作もない。 まぁバッテリーなど当面使わないのだが ..

      とにかく、ここの部分の部品がばっさり取れていても問題無さそう。ブリッジだけ要注意。

      10 元で買ったやつのなかには、SOT23-5(HX-UG) まで取れているものがあった。普通は修理不可能。(代替チップは購入可能ではあるが、チップを入手してまで修理する意味はないだろう)。取れているものがあるぐらいだから、ここまで 破壊が及んでいる。ブリッジとかのチェックは念入りに行わないといけない。



    スライドスイッチのすぐ下にあるダイオードまで取れているものがある。これは付けないと動かない。

    さらに、FM モジュール周り。並んだ所は全部付いているのだが、とれているものがあった。FM モジュールはつかうつもりがないのでパス。

      が、とりあえず正しいパーツを読み取っておく。


      左側上から 黒 茶 332 茶 332 103 黒 白 。
      右側上から 茶(大縦) 103(縦) 茶 222 222 。

      茶色は 0.1uF あたり 、白は pF クラス。黒はたぶん FB 。103(縦) のとなりは 100(縦)。

      これだけで、どういう回路か想像できるようになってしまった。

JZ4725B 換装(の可能性)

    JZ4725 を外して、JZ4725B に換装は可能。ただし抵抗を ひとつ(?) 付け替えなければならない。#76 RREF に 10KΩ を通して GND に接続するのだが、1% 精度の指定がある。



    JZ4725 は、2.5K Ωのはずなのだが、 そんなものは付いていない。抵抗値を見ると 1.5K + 1K で作っているようだがマークが変 18B(1.5K) , 01B (1K) ? なんだろう?

資料編

    1.8V DC-DC

      HX-UG とマークされているが、5 ピンのものは 同期整流型。


         (1) EN Vout (5)
      (2) GND
      (3) Lx Vin (4)

      PDF があっさり見つかった。名称は HX1001-CE 。LTC3406 互換品。コイルは、2.2uF が指定されているが、実装されているのは違うような気がする。

      ところで、ピン配置違いの Torex XC9236 , Fairchild FAN5307 , Semtech SC189というものもある。こちらの方がメジャーかも知れない。

         (1) Vin Lx (5)
      (2) GND
      (3) EN Vout (4)

    3.3V LDO (SOT23-5)

      電流を流せる(300mA)タイプとして、Torex XC6204 , XC6219 ( 最大 300mA のタイプは 型番に E 〜 H が付く)。

         (1) Vin Vout (5)
      (2) GND
      (3) EN NC (4)

      ( (4) が NC だが、コンデンサを付けるタイプもある。)

      A232 とマークされている IC (2つ)はこれ。中央にあるのは、 EN が 1.8V スイッチング レギュレータの EN とパラレルで接続されていて VDDIO 用。もうひとつは、アナログ用電源。

      秋月で買えるピン互換なものは、NMJ2866、(4) に コンデンサを付けるタイプには、TAR5SB33 , SI91841DT(2.85v) 等がある。 ただ、最大 300mA も流せるものはない。

      A232 は、どこまで流せるのか不明だが、SDRAM や microSD は大食いなので 、要注意。

    LED driver (SOT23-6)

      aitendo でも扱っている XZ5121

         (1) Vin SW (6)
      (2) EN OV (5)
      (3) GND FB (4)

      他に PT4101 も同じ ピン配置 (FB 電圧の違いに注意)

      PT4101 は、FB が 104mV 。5.1 Ωを使うらしい。一方 XZ5121 は、いろいろあるようだ。この基板では、13X というマークの抵抗が側にあり実測してみると 抵抗値は 13.3 Ωだった。より大きな値を使うということは ... FB 電圧がさらに小さい。50mV とか。

    LTC4054

      有名な充電用 IC 。MicroChip の MCP73831 など互換品が数多くある。PMP では、中華製の互換品が良く使われている。

         (1) /CHRG PROG (5)
      (2) GND
      (3) BAT VCC (4)

      /CHRG は、LED 駆動用の オープンドレイン出力。 モニタするために GPIO を接続したりする。PROG は 充電電流の設定。PROG に GPIO を付けて 充電を停止させたり、AC アダプタ時に充電電流を増やす付加回路を付けることもある。

    コイル(インダクタ)

      コイルは、2つ載っている。ひとつは 1.8V 用で、もうひとつは、バックライト用。
      コイルのパッドは、4mm x 2.6mm ぐらいのエリア。1.8V 用は 2.2uH が指定されていて バックライトの XZ5121 は 22uH 。付いているのは、マークがないので、どちらも同じに見える。

        実際同じかも? 線の段数が同じぐらいに見えるので、同じものを使っているように見えて仕方がない。両方とも 10uH で 代用してしまってたりするかも?

      最初は代替に CB2518T で良いかとおもったがちょっと厳しい?

      NR3015T とか ASPI-2512 が電流が流せてかつ安いみたい。

      CBC2518T なら 2.2H , 22uH とも OK そうな感じ
       
      CB2518T CBC2518T
      Sat Max Sat Max
      1.0uH 1.2A 1.5A 60mΩ 1.2A 1.0A 104mΩ
      2.2uH 510mA 1.3A 117mΩ 890mA 1.1A 169mΩ
      4.7uH 310mA 1.2A 100mΩ 680mA 920mA 260mΩ
      22uH 165mA 580mA 650mΩ 320mA 460mA 1001mΩ

      どうも CB2518T だと 電流は流せるものの、すぐ飽和する感じ。CBC2518T は、飽和電流も大きめ。22uH の方 -- PT4101 のデータシート見ると LB2012B も載っていて CB2518T 以下みたいに見える。2.2uH の方 -- LTC3406 を見ると MAX DC CURRENT を問題にしていて 1A あれば良さそうに見える。今買うなら CBC2518T が安くて良さそうなんだが、CB2518Tでもクリアしている? で、手持ちを調べると CB2518T の 4.7uH(R) と 22uH 。

おまけ SDカードインターフェイス(MSC) について

    どう考えても、引き出せる高速インターフェイスはこれしかない。どういうもので、どう使えるか 少し検討してみた。

    MSC

      JZ4725(B) の PMP で使われる microSD のインターフェイスは MSC(B では MSC1) というもので MMC/SD/SDIO コントローラ の略。これは、普通 4bit ある DATA が 1bit しかない。だが、これでも ちゃんと規格を満たしていて microSD も普通に使える。

      速度は、JZ4725 では 5Mbps 〜 20Mbps となっている。JZ4725B では、〜 80Mbps と大幅に上がっている。

      JZ4725Bに限った話だと それとは別に MSC0 があって、NAND FLASH と排他で使える。DATA 線も 4bit あって そこからのブートも可能になっている。と言っても、NAND FLASHを使わずに MSC0を使う PMP は見たことがない。こちらは MSC1 の 4 倍の最大性能で 320 Mbps 。

      NAND FLASH のパターンには MSC0 の信号線は(不足なく)来ている。JZ4725Bに換装した場合、microSD に付け替えることは可能かも知れない。(そのための変換基板を作ったりもしたのだが、0.5mm ピッチのため線を引き出すのは困難)

    1つのインターフェイスを 2つに分岐するチップ

      デジキーで SDIO を検索したところ TXS02612 というものが見つかった。

      これは、SDIO ポートエクステンダというもので、1 つの インターフェイスで 2 つのデバイスを使えるようにするスイッチ。 QFN-24 パッケージがあって、単価 100 円台。

      データシートをひもといて見ると... 2つのポートは、それぞれ別電圧にすることが可能。(ただし、1.1V 〜 3.6V の範囲) 。それなのに、(CLK 以外の)信号線 はアナログスイッチのような 双方向。(方向を指定する信号線もない)。これは ... 一般的なレベルコンバーターにも使えるかも知れない。

      それはともかく、インターフェイスを増やせる可能性が出てきた。

    さて、MSC は、JZ4725(B) でどうやって使うものなのだろう?

    MSC の機能



      まず、MMC , SD/SDIO 1bit, SD/SDIO 4bit の 3 つをサポートしている。MMC, SD/SDIO には SPI モードというのがあるはずだが、それが使えるものなのかどうかは よく分からない。

      さて、気になるのは、Interrupt と ReadWait 。なにやら ステータスを受け取ったりするようだが、4 bit では、DATA 線と シェアしている。いったいどういう仕組みなんだろうか? 1 bit では、専有している。こちらの方が楽そうだが ... だいたい MSC1 では DATA1/2 の専用線はない。MSC とは別に GPIO で接続するのだろうか?



      SDカードのドライバのコードを見たことがあれば知っている内容だが ... コマンド と 4バイト長 の Argument を送ってレスポンスを受け取るのがまず基本。レスポンスは 1バイトの形式もあるし、4バイトの形式もある。

      ChaN 氏の 『MMCの使いかた』が参考になる。

      コマンドの意味やそれに対する レスポンス形式のルールは決まっているが、無視して好きなように使うこともできそう。それに加えてブロック転送がある。これも使わずに済ませることも出来そうだ。

    SPIモード と 1bit の SD/SDIO とは、違うものなのかどうか分かっていないのだが、PIC32MX と直接接続できるような気がしてきた。それが可能なら USB HOST を付けられる可能性があるということになる。

    そればかりか、FPGA とやりとりするのも 出来そう。以前 『USBコントローラの設計(2)』なんて記事を書いたのだが、QFN32 の MachXO2-256 でも コマンド を受け取りレスポンスを返す程度のものは出来そうな気がする。

    4bit での転送は難しいような気がするがこれが出来ると ... JZ4725B の MSC0 + TXS02612 で接続したとして 最大 60 MHz x 4bit = 240 Mbps (30 MB/sec) にもなる。単に PC と FPGA を 取り持つものを作っても 面白いものが作れるかも知れない。

JZ4725B 自作ボードの構想

    チップを入手したし、2層基板での自作ボードの可能性を考えてみたい。(ハンダ付けが困難なのは、サテおく。)

    ひとつは、単なる変換基板を作る作戦。裏面を全部 GND にすれば、2層基板でもなんとかなりそうな気はする。汎用の変換基板があるかもだが、作った方が安いような気がする。ただこれでは、外部に出すピンが多すぎる -- 配線が面倒すぎるのだ。SDRAM ,水晶 , パスコンを引き回して良いものかどうかという不安もある。

    変換基板から一歩進めて、これらをオンボードにしたい。SDRAM につなげるピンは、1:1 にして専有させる。... そうすれば信号的に安定するだろうし、外部に引き出さなくて済む。NAND FLASH は接続できなくなるが、MSC0 (microSD) 専用ということにする手がある。

    USB は微妙。信号線は、SDRAM なんかより よっぽど高速なわけだが ... USB コネクタを載せると電源系も 付けたくなる。そうなると面積が...

    ちなみに、50mm x 50mm に収めようとすると ピンヘッダ・ソケット は 19x2 (38pin) を 2 つ入れるのが最大。結構線を引き出せるように見えるが、配線の都合があるから効率良く使えるとは限らない。また、2列は不便。可能なら 1 列にしたいところ ... 無理だとは思うが、1 列でも 一応は使えるような割り当てを目指したい。

    結構具体的なのは、実は設計を始めているため。ダメかもしれないが、いずれ記事にしたい。
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2012年10月13日

MachXO2ボード秋月で取り扱い開始!

MachXO2 1200ZE Breakout Board を秋月が取り扱い開始した。2600 円と FPGA ボードにしては安い。FT2232H 搭載で FT2232H 単独のボードより安いぐらい。今まで記事を書いてきたが、手軽に入手できるようになって嬉しい。

    追記 2013/04/26
    秋月の MachXO2 Breakout Board が 1200ZE → 7000HE にグレードアップ。価格は 3000円。

    規模は、1280 LUT → 6864 LUT と大幅に増えた。価格はあまり変わらない。

    規模が増えるとブロック RAM も増える。26個 26KB だが、Lattice では多いほう。あと HE だから 速度的には有利(というか普通)になった。

    調べてないけど、たぶんチップを置き換えただけで、前のと互換性がある(はず)。

この機会に Lattice の FPGAボード (興味があるもので 現行品)についてまとめておこう。

MachXO2 1200ZE Breakout Board [LCMXO2-1200ZE-B-EVN]
MachXO2 7000HE Breakout Board [LCMXO2-7000HE-B-EVN]



    ・秋月 2600 円
    デジキー : 2593円
    ・Mouser: 2572円
    ・秋月 3000 円
    デジキー : 3035円

    追記 2013/04/26
    1200ZE → 7000HE にグレードアップ 旧製品はなくなった。秋月価格は 2600円 → 3000円だが 円安が理由。デジキーで見るとチップ単価は、1200ZE 886円→ 7000HE 1462円。

    さて、7000HE となったことは、大変喜ばしい。1200ZE で CPU を作ると規模がネックで厳しかったのが解消される。それだけではない。2組の CPU を入れて通信してみることもできる。同期させても良いが、外部に一旦出して 引き込むことにより非同期もテストできる。SDRAM を付けて、キャッシュ付き 32bit CPU なんてのも可能だろう。いずれトライしてみたいものだ。

MachXO2 Pico Development Kit [LCMXO2-1200ZE-P1-EVN]

LatticeXP2 Brevia2 Development Kit [LFXP2-5E-B2-EVN]

MachXO 2280 Breakout Board [LCMXO2280C-B-EVN]

まず、Lattice 社の開発ツールの Lattice Diamond は、他社のものと比べると 専有 DISK 容量が少ない。普段使っている SSD の ノートPC に入れられるので重宝している。容量が少ない理由のひとつは IP が膨大ではないこと。使い勝手はむしろ良いと思う。容量が第一の理由で Lattice で済むものは Lattice にしている。

    というか当面 Lattice を使う予定。XilinX はまたいずれ。

    初心者むきかというと .. そうでもあり、そうでもないような ... 。XilinX だと 分からない メッセージがあっても、ググれば見つかったりするが、Lattice はその面でだいぶ厳しい。開発ツールは使いやすいと思うしその点は残念。秋月での取り扱い開始で、使う人が増えて、情報が増えることを切に願う。

Lattice FPGA の中で MachXO2 は、FLASH 内蔵だし、ブロックRAM がそれなりにあるし、結構使いやすい。乗算マクロがないとか、シフトレジスタの規模が極小にならないとか Dual-Port の ブロックRAMのコストが大きいとか、少々不満はあるが、良い点も多いのだ。

良い点としては、クロック内蔵で お手軽。QFN32 や LQFP のパッケージがあって、電子工作でボードを起こしやすい。FLASH 内蔵とか レギュレータ内蔵なのも、電子工作にはメリット。さらに、JTAG を通じて通信できる。XilinX と同じ機能が使えるのは便利。

以上はチップについてだが、上記の開発ボードは、もれなく FT2232H 採用の USB ポート付き。しかも安い。USB に差し込むだけで使えるし、とにかくお手軽。

    これらのボードには JTAG コネクタも付いている。JTAGENB にスライドスイッチを付け、JTAG を無効にするコンフィグを書き込めば、出力としての転用も可能。-- 要するに JTAG ケーブルにできるのだ。( LCMXO2280C-B-EVN 以外)

LFXP2 は、使ったことがないのだが、乗算マクロがあるし、LFXP2-5E-B2-EVN では SRAM も付いている。ちょっと興味がある。(ただ、プロセッサを設計するときしか必要ないし、当面は手が回らない。)

LCMXO2280C-B-EVN は、MachXO で古い。ブロックRAM も少ない。だが、これもメリットがある。I/O ピン 数が多いのだ。こういう BGA のチップを 電子工作で使うわけには行かないので、ありがたい存在。

紹介したなかで、お薦めなのはやっぱり LCMXO2-1200ZE-B-EVN ではないかと思う。余計なものは付いていないしすなお。スイッチを組み込めるエリアもある。4000ZE/7000ZE といった大規模チップに換装可能だと思うし改造の楽しみもある。

関連記事
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2012年10月08日

JZ47XXのリファレンスデザインから

JZ47XX というのは、中国の Ingenic という会社が作っている MIPS SoC 。MIPS 版 Android では JZ4770 というチップが採用されていたので知っている人もいるかも知れない。

この会社が出している JZ4725B や JZ4755 といった (世代が古い)SoC は、0.4 mm ピッチだが LQFP で 電子工作レベルでボードを設計できるかも知れない。Programmers Manual なども ググって見つけたし、いずれは挑戦してみたいと かねがね思っている。

そんな考えでリファレンスデザインを眺めたりしているのだが、PMP は All in One だから、回路図が結構参考になる。今回はちょっと紹介してみたい。

参考書は、RD4725B VOLANS 。(もう新規設計を推奨しておらず、メーカーページからのリンクがなくなっている .. のだが、ググると見つかる)

    RD4755 CETUS
    RD4760 LEPUS
    RD4770 PISCES

    これらは、現行のチップ用リファレンスデザイン。

    RD4725B VOLANS は、ftp://ftp.ingenic.cn/2soc/4725B

    ここにあるが、どうもサーバーが重いような。

LED バックライト



    LED がパラレルになっている LCD バックライト用の回路。電流制限抵抗を入れるだけ ... みたいないい加減なことはしていないのだ。電源電圧が 3.3V しかないと 電流制限抵抗では調整が難しいためだ。

    で、この IC は KB5239D となっているが、パーツリストの ID のようだ。でも、8 pin で 4 出力の LED ドライバというものがある ... というだけで随分ヒントになる。

    デジキーで探してみると ... 例えば、CAT4104V なんてのが見つかる。ピン配置は違うのだが、PWM で 平均電流を 制限してくれる。なかなかに良さそう。コントローラ側でさらに PWM をかけることも出来る。ここで使われているのも同じようなタイプだろう。

    他には、PCA9633DP1 とか。こちらは I2C で制御するタイプ。

    実際の PMP で、ここまでやっている 製品は少ないだろうとは思うが、電子工作では、こういうのを積極的に使いたいところ。

      単にパラレルにすると Vf のバラツキのために、明るさに偏りが出るかも知れない。個別に PWM で調整することは可能だが、メインの MCU の リソースを割くのはもったいないし、ノイズを分離できない。

      ここは、専用 IC にまかせてしまうのが良さそうに思える。

スピーカーアンプ



    8 pin の BTL アンプが PMP ではよく使われている。(LM4890 か 互換品) ピンアサインは同じでも D 級のタイプもある。( これはリニアのタイプかも) 。それはともかく、入力部分が気になった。

    ヘッドホン用のステレオ出力を ひとつにして、アンプの ON/OFF で スピーカー出力を制御している。普通といえば普通なのかも知れないのだが、デジタル系ばかりやっていると どう回路を組めば良いかイメージできないかも知れない。

    あと電源に 1 Ωが入っている。RC フィルタにして ノイズ対策しているようだ。 負帰還用の抵抗が NC になっているのも気になる。これで良かったのだっけ? ... 普通に ゲイン 1 倍の 51K を付けるのでは? Rail-to-Rail でないのなら 少し大きい値。

ヘッドホン出力



    ヘッドホンだと 220uF ぐらいが普通なのだが、これは 47uF しか使っていない。100 Ωを入れて 出力を落とせば 47uF でも まぁなんとか。表面実装の 220uF なんてのは結構高いし、へたなものを使うぐらいなら こっちの方が良いのかも。

マイク



    10 KΩ + 1uF で 電源ノイズをカット。で、4.7k Ωで改めてバイアス。... これも知っている回路と違う。なるほどという感じ。

キー



    これは、ADC を使った回路。JZ4725B は、128 pin の IC なのだが GPIO が全然足りない。少しでも節約するためにこうなっている。

FM モジュール周り



    FM モジュールは使ったことがなく良くは知らないのだが、これもまた電源周りに工夫が見られる。10 Ω + 1uF の RC フィルタが 2 段。AVR とかでも ADC を使うなら これぐらいやった方が良いのかも。

    GND の方は、0 Ωだが、本来入れるべきなのは? チップフェライトビーズとか?

      これは、10 Ωとか。AVCC と対称で良さそう。実際 他の RD で 10 Ωになっているものがあった。

    そういえば、PIC32MX は、RC 1 段が データシートに載っていた。AVR の場合は LC が載っている。

電源 IC



    電源はスイッチングレギュレータ。PMP では、SOT23-5 の IC が 良く使われている。VCORE 用は当然としても、3.3V 用でも リニアレギュレータをメインにしているのは見たことがない。(RTC 用には 使われたりする) 。インダクタに 10uH というのを良く見るのだが、これは 3.3uH でスイッチング周波数が高いタイプのようだ。

アナログ系電源



    コンデンサの前に BKP1608HS121 (デジキーで 100個 368円) というのが入っている。ググると 太陽誘電製で、インピーダンス 120 Ω。秋月だと チップフェライトビーズ BLM18RK121SN1 (120 Ω)が近そうな気がするけど、定格電流が全然違う。それでも 抵抗いれるより全然まし?

    あと水晶周り。どうも ただの CMOS インバータで発振させる定数のように見える。-- 32KHz だと 10M なのか -- 1M でも問題ないと思うが 消費電流を減らしたければ 値を大きくできる。

MicroSD カード



    プルアップとかは、SoC 側に付いているのだろう。で、CLK だけ直列に抵抗が入っている。ちょっと気になった。

RD4725B はこんなところ。他の RD についても、紹介したいものが見つかれば追記しておこうと思う。

あと、他のメーカーの回路図は見ていないのだが、設計する人によって特色があるかも知れない。見比べてみるのも勉強になりそうだ。

追記: RD4755 CETUS

ようやくダウンロードできたので、見てみることに。

VGA



    JZ4755 は、JZ4725B とほぼ同じ世代なのだが、JZ4755 は大分機能が多い。そのひとつが VGA 出力。こんな風に RD にもコネクタがある。(2 段だから PC 用ではない?) 。そして、これ以降の JZ4760/JZ4770 は HDMI になったので もう VGA のサポートはない。ちなみに 他の JZ47XX は、2ch しかないので、S-Video 出力までにしか使えないのだが、これだけ 3ch あって VGA が出力できる。

    で、どんな風にインターフェイスしているのか。



    I2C は、FB(フェライトビーズ)を通したり、コンデンサ(120pF)を付けたり。



    VSYNC/HSYNC も同様 。それはともかく、これだと LCD と 排他で使うのだろうか? それとも 同じタイミングで出力?



    さて、映像出力はこんな風になっていた。75 Ω と 15pF を GND の間に入れてから FB を通す。そしてまた 15 pF 。いまさら VGA でもないのかも知れないが ....

ヘッドホン出力



    これは ... ただの直結。コンデンサを省けるように ステレオ化した BTL(?) になったのだが、こんなもので良いのだろうか? 気になったので、RD4760 LEPUS と RD4770 PISCES も見てみた。


    (RD4760 LEPUS)

    (RD4770 PISCES)

    RD4760 LEPUS は、なんか変。220uF ものコンデンサを入れてたり、やりすぎ? RD4770 PISCES だと ESD5B5V というのが GND との間に入っただけ。(AOHPR の方も入っている。図からはみ出た)。ESD5B5V はクランプしてくれる保護回路という理解で良いのだろうか? ツェナー x2 と同じ?

    RD4770 になると ESDxByV がやたらめったら入っているのだが ... 結構安いものなのだろうか?

    あ、参考になりそうなのは、イヤホンを FM アンテナにする所。RD4725B では、HPM ではなく GND なので、 FB を GND との間に入れて その前段を アンテナ入力にしている。

RD4760 LEPUS と RD4770 PISCES

先に出してしまったが、RD4760 LEPUS と RD4770 PISCES というのもある。

JZ4760 以前は、400 MHz 程度が上限の コアだったのだが、JZ4760 で 600 MHz 程度と周波数が一段回上がった 。SDRAM も DDR2 対応に。周辺回路もまた大きく変わっている。JZ4770 は、1.2GHz とまた 周波数が一段回上がったのだが、 周辺回路はわりと JZ4760 に似ている。

スピーカー


    (RD4760 LEPUS)

    (RD4770 PISCES)

    RD4760 は、専用出力を直結。これもあんまりだ。こうなってくると参考にならない。RD4770 はまとも? 負帰還用の抵抗はちゃんと入っている。ただ、IN+/IN- 入力に BTL の出力をそれぞれ入れている。そうした方が良いのか出来るからそうしただけなのか? ESD5B5V まで入っている。専用 IC にそんなものが必要なのだろうか?

GPS



    回路の一部だけ 載せたが、RD4760 LEPUS と RD4770 PISCES の両方 GPS が載っている。しかもモジュールではなくて、直付け。回路図なんて初めて見たかも。

    それはともかく、気になったのは、TCXO 0.5 ppm 。GPS には、精度の良い オシレータが載っているらしい。16.367667 MHz とはまた 数字がやたら多い。

    デジキーなんかで探すと 16.368 MHz とかの TCXO がわりと安く買える ... のだが周波数が 使いにくい。16368 = 16 x 1023 。16.3676.. と続くなら 16 x 1022.98 とかそんな値。

おまけ: 中国で買える SoC とか

    中国のショッピングモール taobao は代行を通さないと買いにくいのだが、様々な SoC を扱っているショップもある。たとえば ここ

      Allwinner A10 50.00 元
      RockChip RK2918 40.00 元
      RockChip RK2706B 15.00 元
      Ingenic JZ4725/JZ4725B 15.00 元

    A10 や RK2918 は Android タブレットで使われている SoC で GHz クラスの ARM 。BGA だから電子工作は無理なのだが、実際に 1 個単位で買えてしまう。50 元だと x12.5 で 625 円ぐらい。JZ4725/Z4725B は 0.4mm ピッチ 128 pin なので 電子工作 可能な範囲。RockChip の旧世代も良さそうなのだが、Programmers Manual が手に入らないしパス。

      Allwinner A13 が、QFP だという 情報が ... 多分 0.4mm ピッチ 176 ピン - 電子工作レベルで扱えるかも。もし SATA が (A10 同様に)付いていてデータシートが入手できるのなら、欲しくなってしまう。

    JZ4725/JZ4725B については、データシートとか SDRAM とか 入手済み。いずれは.. と思っている。だが、現行品では なくなってしまっているので、この機会に JZ4725/JZ4725B を入手しようかと思う。

      ついでに書くと、リンク先のショップは、PMP に使われる IC とかも 扱っている。やたら安いので一見の価値はありそう。5121 は ZX5121 LED バックライト用昇圧 IC 。LM4890 は上記でも出ているスピーカアンプ。662K は、3.3V レギュレータ。A18 は、上記の 1.8V スイッチングレギュレータ。4101 は、リポ電池充電 IC PT4101 もバックライト用昇圧 IC 。全部は分からないが メジャーなものの率が高い。こういうものは、PMP 以外でも 有用。まぁ品質上のリスクはあるが、興味深い。

    ただ問題は、JZ4725/JZ4725B が区別なく扱われていること。物理的にはピンの互換性があるのだが、中身は全然違う。SD からブートできる B が欲しいのだが ...

    ついでに書いておくと taobao で JZ4725 を検索すると PMP の メインボードが見つかる。以前も紹介したのだが、SDRAM と NAND FLASH が 付いていないもの。23 元で入手したのだが、JZ4725 採用の新品。そのままで USB Boot は出来た。(32KB のキャッシュだけで動かす)。



      SDRAM は新品では割高だったり入手が難しいのだが、今は、メモリモジュールから外すつもりなら結構安く入手できる。これなんかだと 16Mx16 が 4 つ載っている。 16 bit 幅でないといけないし、ぼちぼち 入手が難しくなっているので、いずれ使おうと思ってるのであれば 入手しておくと良いかも知れない。

      FLASH は、必要なら 手持ちの適当な 装置やらモジュールやら から外すつもり。ただ、スタンドアローンで動かさないなら 不要。



      今みると おなじものを 10 元で売っているところがある! 写真は確かに手に入れたものと同じ。(ということは無印 JZ4725)。まぁ、ついでだから買い増ししようかと。これもいずれ、ちゃんといじって記事に書きたい。

      Linux の ソースコードはある。ただ、古いチップだし大分手を入れないといけない上に、性能が他と比べて低いので 、Linux を動かしても面白くなさそう。だが、チップを生で使うなら ちょっとしたもの。400 Mz とかで動くし、メモリも 32MB とか使える。 LCD を付けないで GPIO として 使うと ... なにやら楽しいことが出来るかも知れない。

      0.8mm ピッチから線を引き出すのは私には結構なハードルだ。だが、0.5mm ピッチよりははるかに楽なはず。ピッチ変換基板を以前作ったので、それを利用して引き出すつもり。(わざわざ作る必要はなかったけど)

    ところで、手に入れた PMP のボードだが、サイズは、47mm x 77mm ぐらいで偶然にも 前の記事 『アルミケース三種(2)』でテーマにした aitendoo CASE-B に合うサイズ。最もサイズが合うだけで、入るわけではない。サイドのボタンをどうにかしないと無理。でもなにか考えたい。
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2012年09月30日

アルミケース三種(2)

アルミケース三種』の記事の続き。



aitendo のアルミケース(B)は、幅 が 50mm を僅かに超えるだけのサイズ。ちょっと基板を設計するついでに、フタにできないか検討してみた。

    フタが別売で、139 円 / 枚。50mm に収まるなら、imall.iteadstudio.com で作ると 黒基板/白シルク 10 枚で $15 $13.49 。いくつか作る場合や 汎用的なデザインなら コストに見合う。

    ついでに説明しておくと、ケースの外寸は、50mm x 20mm 。(↓の図面は、あまり信用できない。幅が 50.4 mm となっているが、50mm ジャストに思える。高さも 21mm に見えるが、 実際は、20mm 。 )



    ケース厚 1.5mm 。底面〜スロットに入れる基板 の距離は、たぶん 2.8 2.5 mm で 1.6mm の基板が入って 中央までが、4.1 4.4 mm 。上の空間は 10mm - 1.5mm = 8.5mm なので 12.9 mm までの部品高が許容範囲。

    幅は、47mm ということになる。スロットは 溝が 1mm しかないので ギリギリのサイズにする必要がある。

    奥行きは 77mm 。秋月 C 基板だと 72mm なのできっちりではなく 5mm 空く。

      訂正: 2.8mm ではなかった。

    計算上は上記の通りだが、現物で合わせてみると入らない。秋月 C 基板 は、47mm より少し大きい。またケース自体すこし内側に曲がっている。左右合計で 1 mm弱 削る必要がある。ただし、C 基板と言っても いくつか種類がある。最近のものは サイズが違うかも知れない。

    C 基板を削ってみたところ、力を入れないで入るようになった。幅は 47mm ジャスト(な感じ)。 底面との隙間は 3mm 弱で 、(L 型)ピンヘッダを仮に差してチェックしたところ僅かに隙間がある。

この基板自体は、もともとスロットに入れられるような幅で考えてみたのだが、高さも丁度良さそうなのでフタにできないかディメンジョンを検討。

多分、リューターで ケースの飛び出ている部分を少し削れば、埋め込む形のフタにもなるんじゃないかと思う。

    あと、仕切りのようにできそう。ケースを スライドさせると書いてあるが、ケース上部を、上から被せることもできる。ただ、それをして意味があるかどうか...

上記は内側の黄色い線をベースに少し修正して作る。白い外形線は、50mm x 20mm で、現在の最終型。ただし、切り代の分だけは小さくなる。

これは、電子回路用の普通の基板だが、シルクと 銅箔パターンを使って、デザイン性豊かなフタを作れそうな気がする。基板だから外形も含めて 精度は高い。穴も 6mm ぐらいの丸穴なら問題なく作れる。

    そう言えば、バナナ用の 中継コネクタで、ただの筒のような形状のものがある。(内径 2mm, 3.5mm, 4mm など)。これを直接ハンダ付けして、変なデザインの 装置(電源、オーディオ系、測定器?)を作るとか...

    あと、注意点がある。勝手にシルクに番号を入れられるので、表裏逆につくることを忘れてはいけない。

    もうひとつ注意点。ネジが別売となっているが、合いそうなものは M1.7 とか変なものしかない。... もともとネジが切ってあるのだが、特殊サイズで M1.7 ... なんだろうか? しかもネジを買い忘れた。

    ケースを切ったりすると、もとのサイズのネジは自力では切れない ... どうするのか方策を練らないといけない。タップネジにするか、径の大きな M2 で無理やり ネジを切るか?

この基板について

    これは、『8桁7セグ表示ボード』で書いた PIC32MX の コントローラ基板をベースにしている。上のコネクタは、シリアルと USB 。USB には type A 直接付けられる(かも) シリアルの部分は、ICSP のコネクタにもなる(はず)。下のコネクタは、I/O 用だが順不同。7 seg 用のつもりだったので、配線の都合を優先。

    単独の方が、面白いかと思って切り離して手を入れていったらこうなった。

    今思いついたのだが、この基板を裏に付けて マザーボードにするのはどうだろう。スロットに別の基板を差し込んで ピンヘッダとピンソケットで連結する。スロットに入れる方は L 型ピンヘッダで、この基板はピンソケット。

    ちょっと無理やりだが、電源コネクタは、USB typeA で USB 延長ケーブルを使う。

    手直ししないと見栄えが悪そうだし、コネクタの位置(高さ)も調整しないといけない。だが、ちょっと面白そうだ。

    考察1) (図面を見るかぎり)スロットに入れるほうの基板と底面の間が 1.5mm ほどしかない。L 型ピンヘッダは、2.54mm のスペースが必要だから無理。普通のピンヘッダを基板の裏面に貼ると、0.6mm □ だとして 底面から 1.2mm の位置に 中心が来る。ピンソケットが 底面に張り付くぐらいの位置ならあるいはいけるかも知れない。マザーの方は、そんな感じになっている。いけるかも。

    ただ強度が問題。2 列のピンヘッダで基板を挟んで 強度を確保するか ... あるいは 2 段の L 型の短い方を取ってしまってスルーホールにするか。

    追記: 現物を手に入れたところ、底面の隙間は 3mm 弱あった。結局、L 型 ピンヘッダを普通に付ければ良いこととなった。

追記 caseb-pic32mx-01



    上のアイディアをもとに基板を設計してみた。

    最初 USB A メス を検討したが、パターンはなんとか入ったものの IC-ソケットとぶつかる。で、少し上に上げてみた。これでも IC-ソケットとぶつかることには変わりないが、IC 直付けならなんとか。そして、mini-B も入れた。こちらは、ギリギリ OK (のはず)。

    このレイアウトにするには、長穴加工するしかない。初めての試みで不安だがやって見ることにした。

    Eagleメモ、フットプリント互換性
    ITead Studioへの基板発注
    SSW Blog: Eagleで長穴
    これらの ページを参考にさせてもらって、トライ。

      ・ ドリルラインと長いスロットは受付できません。
      ・ 最小スロットは 1mm*1mm です。
      ・ 穴やスロットでサブ基板を分離する事はどのような事であれ許可されません。

      このあたりが注意点。まぁ良くわからないんだが...

      ・ スルーホール付パッドに Dimension で長い外形穴を入れる。

      基本はこれ。ただ長い パッドはライブラリでしか使えないので、ライブラリ化必須。また、Milling レイヤが 一応それ用のレイヤなので、そこに書いて Dimension と同じ扱いをするうように cam ファイルを変更するのが筋らしい。

      あと、1mm 幅以上というのをクリアしなければならないのかどうか? 端にドリルを当てるべきなのかどうか? とか、いまいち分からない点もある。まぁダメなら怒られるだろうから、発注までこぎつけたい。

    あと、ボタンとか LED も付けた。実をいうと、USB のコネクタが、表裏逆かも知れないという不安がある。ボタンとか LED を付けないなら、逆にして使えば良いだけだと開きなおってたのだが、ちゃんと確認しないとダメになった。

    中国は 10/5 までお休みなので、チェックする時間はある。ボチボチチェックしよう。

      これで合っている。垂直のコネクタは、mini-B も Aメスも 内側向きに付けたものを引き起こすようなイメージ。

この基板のつかいかた(想定)

    (1) aitendo CASE-B の リアパネルに使う。

      スロットに拡張(というかメインの機能の)基板をいれてマザーボードとして使えることを想定している。下の 15 ピンのコネクタには、ピンソケットを付け、拡張基板の方は、ピンヘッダを(直に)下面に付ける。(想定レベル)

      上部のコネクタは、外向きに付ける。左の シリアル部分は ICSP で、ピンヘッダ。USB は、MU5F-23 か同等品でないとマズイはず。工夫すれば、A/メス、[UAF-19]が付くかもしれない。A/メス を付ける場合は、下になるパターンが接触しないよう気をつける。(テープなどで絶縁)

      ボタンは、TD-85XUしか付かない。MU5F-23の同等品 とともに入手を推奨。



      ケースに実際に付ける場合、上部のコネクタや(パターン)がケースに接触するおそれがある。なんらかの方法で絶縁する。特に A/メス、[UAF-19]を付けた場合は危険でより注意しないといけない。

      どんな拡張基板を作ると楽しいかは、まったく考えていない。

      あと 水晶は、秋月 FA238 。16 MHz とかしか入手できない。8 MHz 用の プログラムは、コンフィグを変えないと 使えないので注意。(HEX しかなくても コンフィグ部分の データを変更することは普通可能)

      右のコネクタは、クロックを外付けモジュールに変えるとき用。どういう用途でどう使うかはほとんど考えていない。

    (2) ブレットボードと共に使う。

      I/O を片側に寄せたので、ブレットボードで便利に使えるかも。3.3V も供給できる。USB は単なる電源コネクタとしても使える。

      下側のコネクタは、ピンヘッダの方が良さそう。ブレットボード専用なら細ピンヘッダの方がブレットボードを傷めないので安心。

      その USB だが、A/オスも水平に付けられる。その場合は 表(ICの面)につける。A/メスも OK でこちらは裏。ただ、固定するための フレームグランドはハンダ付けできない。そればかりか基板と干渉するかも。干渉した場合は、ヤスリ等で調整する。


      ミニUSBコネクタ(B)[MU5F-21] (在庫切れ)
      基板取付用USBコネクタ・ミニB(秋月)
      DIY Mini USB 5-Pin Female 90 Degree (10-Piece Pack)

      無理やり水平に付けるなら、このタイプ。ただし、裏面(IC と逆) に付けなくてはならない上に、フレームグランドは奥の 2 つしか付けられない。

      mini B の 広い方が 垂直タイプでは 2 ピンなのに対して 3 ピンになっているのがポイント。-- 最初気が付かなくてライブラリを作る際に混乱した。

    (3) 秋月 C 基板に付ける

      下の部分は、秋月 C 基板に合わせている。ピンヘッダ/ピンフレームで接続しても良いし、直結しても良い。

      L 型 ピンヘッダでうまく接続すると。aitendo CASE-B に スロットを使って入れられる。... というか逆か。
      基板を消費することになるが、フロントパネルに無理やりしてしまうことは出来る。うまくシールを作って化粧してやれば いけるんじゃないか?

      メリット? 加工がアルミ 2mm よりは楽。基板とパネルを一体化できる。

      あと、裏に加工用の目盛りを入れとけば 便利かも。(済)

      まぁこれはただの案。基板の方に部品が乗っていれば、強度は要らないし、透明なもの -- PET のシートとか? でも良いのではないかと思う。

    (3) 3 ピンコネクタ

      右上の 3 ピンコネクタは、5V - CLKI - GND 。

      とりあえず、5V を出していなかったので ここにした。CLKI は、外部クロック入力で、 精度が高かったり、ジッタが少ない 40MHz とか 48 MHz とかを入れると ... なにか楽しいことが出来ないかと思い付けた。

      パネルにする場合は裏面にコネクタを付ける。 単なるピンヘッダではなく、ケースとの接触から保護できるタイプのものを推奨。

      ブレットボードで使う場合は、5V を取り出せると便利かも。コネクタは逆で IC 面。

追記 現物合わせ→修正



    CASE-B を入手したところ、外形が 20 mm 丁度で思ってたのと違う。あと底面から基板までの高さも。それで、現物に合わせて修正することにした。

     

    どうも底面と基板の間は、2.8mm っぽい。これなら 2.54 mm 高 の L型 ピンヘッダはちゃんと入る。それだけでなく、マザー側に低メスが使える。低メスを使うことで 秋月 C 基板がきっちり入る(はず)。

    低メスを使わなくとも問題ない。もともと 15 pin は、2 段目からだが、3 段目に入れれば 丁度良さそうな感じ。

    ところで、このスロットは遊びが全然ない。マザーボードにすると当然ネジ止めすることになるからこちらも遊びがない。となると、ピンヘッダを完璧な精度で付けないとならない。これはなかなか厳しい。組んでおいてハンダ付けということが出来ないのだ。

    これはどうしよう。ケースに穴を開けておいて、仮ハンダできるようにしておく? ひとつ組立用に潰すか。

      思ったより広かったのだが、逆に 内部が狭いということで、caseb-pic32mx-02 ではダメだということが分かった。作りなおした所、上下コネクタが 随分内側に寄った。もう、USB A/メスは無理。また DIP のピンとコネクタの間が随分狭くなった。2.54mm ないので 同じ面には付かないし、ハンダ付けも工夫がいる。

      (再修正) DIP-28 の方を少し上に移動した。これでぎりぎり。

    その上で、表面のシルク見直し。コネクタのシルクは最小限に。

    そして、USB A/メスと C 基板用の HOLE を外しすっきりさせた上で ボタンを秋月で入手できるタイプに変更。(caseb-pic32mx-03)

    裏面のシルクに 内面のパターン追加。-- 部品をおいてはいけないところが分かる様にする目的がひとつ。あと、この線を目安に基板を加工すれば、ケースに嵌め込めるかも知れない。実験用の目的もある。

    追記: 10/4 caseb-pic32mx-03 を発注。長穴が受け付けられるか が 興味のポイントのひとつ。今のレイアウトなら丸穴に変更可能でダメだと言われても致命的ではない。あと、色は黒。$15 だったのが $13.49 だった。-- さすがに緑では合わないと思ったので。
    (10/11 : 発送の連絡 -- どんなのが来るか楽しみ .. あと 10 日ぐらい?)

所感(基板発注時点)

    このケースB + コントローラ付きバックパネルというのは、思ったより使い勝手が良いものかも知れない。

    C 基板で試作するとして、試作中や試作後の使用で保護できる。保護できれば、開発中でも持ち歩ける。-- これは、ちょっとしたメリットかも知れない。

      ケースが 分割されているが、ケースの上部下部を接着して筒状にしてしまえば良い。そうすれば、開発中は、フロントパネルなしでも済む。

      アルミだから、たぶん強くは接着できないのだが、乱暴に扱わなければ大丈夫だろう。とにかくそうしてしまえば、差し込むだけで良い。外すのも簡単。

      C 基板では、幅を削らないといけないのは、手間ではあるが、そんなに時間はかからない。10 分ぐらい? うまくやれば、差し込む固さも調節できる。

    あと、基板を効率良く使えるメリットもある。

      共通部分は別だから基板には入らない。固定するための面積も少なく済ませられる。C 基板だと、コネクタ部分 (3 列目まで)以外は、フルに使ってもケースに入れられる。

      専用基板を作るにしても、47mm 幅と 5cm を切るわけで、 長さを 5cm までにしてしまえば、低コストになる。

      ただ、そうすると ケース長 77mm は、ちょっと長い。ピンソケットの分 8.5mm + 50mm ぐらいで良い。完成品にする場合はケースを切ってしまうという手はあるが試作段階ではそうはしたくない。... Arduino でよく使われる 足が長いピンソケットで延長して とりあえず 長さを稼ぐのが良いかも知れない。




        6mm 差し込むと、19mm - 6mm = 13 mm 延ばせる計算にはなる。まだ短いがこんなもので。

      ちょっと高いが、5cm x 5cm の 4 層基板というのもあるようだ ($68)。10cm x 10cm クラスだと $99 だから 3 割ほど安く上げられる。4 層基板を作る手段も持っていないし、目的もまだないが 覚えておこう。

      4 層基板なら アナログ系? ... AVCC のところは適当に処理してしまった。R+C か L+C を入れられる様にすべきだった。 2 回目を作ることがあれば、忘れないようにしよう。ただ、デジタル派なので、4 層基板なら FPGA(BGA) ? ... これと組み合わせる もので 足が多い BGA の基板というのは何か変だし関係なさそうだ。

    さて、PIC32MX 版を作ったのに、わざわざ コントローラ付きと書いたのは ... arduino 互換だと 実はもっと便利かと思ったため。趣味的には mega328(DIP-28) + FT231X(QFN-20) かなぁ。ボタンはひとつで良さそうだから、空いたところに FT231X が入りそう。

      問題は、ピン配置。13 ピン分の I/O ピンしか出せない。デジタルのみにして、アナログは、上のスロットを使う? ... まぁなにか変なものになりそうだ。

    FT231X は発注かけているので現物見て作れそうなら、この基板の仕上がりを確認した後になるが、基板を設計してみたい。

追記: AVR 版 (仮)



    AVR 版 を仮に設計してみた。どうも、時間があると eagle いじってしまう。それはともかく ...

    大分良い感じではあるのだが ... ピンのスペースが足りない。ピンを増やすのも厳しい。位置すらなかなか動かせない。

    というわけで ... 下は アナログ A0 + デジタル D0-D11 (D12,D13 は配置できず )で終わり。3 ピンの部分は 電源電圧の選択( 5V - 3.3V )。 これは、装置が目的ならスイッチにしないで、直結すべき。せめてジャンパ。

    問題は、アナログ入力。下に入らない以上、スライドさせて装着というのは難しい。しょうがないので、センサーボードを別にするという考え方にした。A2 - A5 (I2C 含む)を電源込みで 6 ピン。

    あと大問題なのが ISP 。専用のコネクタを出せないどころか、RESET もピンに出せていない。USBシリアルの FT231X を入れてあるのだが、TXD/RXD/DTR 以外は引き出せていない。要するにブートローダ専用。まぁ DIP だし、装置組み込み用ということで。

    AREF は、コンデンサを付けられるようにしただけ。



    ISP のコネクタは出せないが、BitBang ライタの配線はできた。通常時も切り離せないわけだが、シリアルとして使っている間は、入力ピンなので壊してしまうことはないはず。ただ、配線はできたものの、クリアランスとかかなり厳しい。不安なので前のも残してある。

    ... 今はここまでにしておこう。本当に作るかどうかは、別途検討しよう。

追記: ネジについて

    aitendo CASE-B はネジが特殊だった(M1.7 ?)。いずれ ケースを切ったりすることも考えて M2 でなんとかする方針。まずは、ネジとタップを購入。


    ネジは、トラスコ中山 の ステンレス皿頭小ネジ寸法M2X8六角穴付ボルト寸法M2X8 というのを試す。タップも持っていないので、これ にした。

    六角穴付ボルトというのは、たまたま見つけたのだが、仮組みのとき便利そうなので様子を見てみる。

    ... これでうまくいけば、ケースのサイズの調整も可能。だめなら、おとなしく aitendo からネジを調達する。

      買ったタップは、中仕上用 ピッチ 0.4mm/下穴用ドリル径 1.6mm。製造元直販ページ に書いてあった。

      ケースには、1.5mm Φ の 穴があって 1.7mm Φのネジが切ってある。ここに強引に M2 のネジを切るつもり。完全な穴ではないし、肉厚もあまりないから失敗するかも。ネジが切れても中心がずれるかも知れない。

      まぁ買ってしまったし。結果は追記する。

    ところで、この daishinshop というところ 取寄品 が多いんだが なかなか安い。時間がかかるのは(中華ショップで買うことが多くなったので)慣れている。ついでに、いろいろ買ってしまった。

    タカチ MX2 は、4cm 幅, 6cm 幅のタイプは、M2.6 タップネジだそうだ。同じように M2.6 のタップと ネジを買っておくと良いかも。

追記 2012/10/16:ネジ一式到着

    さっそく タップで ネジを切ってみた。ハンドルを買っていないので少々不安だったが、タップを ラジオペンチで固定してケースの方を回すやりかたなら問題なし。ただ、抜くときがネジを切るより難しかった。完全な穴ではないので、ひっかかるのだ。抜くときもネジを切る -- しかも反対側でという感じ。だから一気にねじ切ってはいけない、一回ぐらいは途中で抜くべき。中心は少しずれたかも知れないが分からないレベル。

    さて、ネジについてだが、六角穴付ボルトは、見た目でも良い感じかも。基板が到着したら写真を取ってみよう。もうひとつは、サラネジ。悪くはなさそうだが、基板を大径ドリルでさらわないと 。綺麗な仕上がりになるかどうか ...

おまけ: imall.iteadstudio.com で気になる商品

    新サイトになったときは、商品が少なかったが、結構増えている。ちょっと気になるものを取り上げてみた。基板だけ発注することが多いのだが、ついでに買うのも良いかも知れない。

    2.54mm 40Pin Gold-plating Male Header

    ピンヘッダなんだが、白と黄色がある。(前みたときは、緑とか青もあったような...)

    ITDB02-4.3
    ITDB02-5.0

    コントローラ(SSD1963)付きの 4.3 inch 480x272 , 5 inch 720 x 480 LCD モジュール。
    フレームバッファ付きだから、AVR でも使おうと思えば使える。

    Crystal Oscillator 3.2 × 2.5 × 0.7 SMD (5Pcs) (passive: 発振子)
    Crystal Oscillator 5.0 × 3.2 × 1.2 SMD (5Pcs) (active: 発振器)

    12 Mhz と 25 MHz しかないが、FPGA に良さそう。

    Rotary Encoder with Switch

    ロータリースイッチ。掘り出しモノなのかどうか判断できないが、なにやら良さ気。

      少し小さめ。プッシュボタン付き。シャフトが丈夫そう。... メリットはこのあたりか?

    部品は、マニアックなものがわりとある。要チェックかも。

追記 2012/10/21 : 基板到着



    長穴は、なにも連絡なしに黙って作ってくれた。ただ、気持ち大きいような気がする。milling の線の太さを 細くすべきだったのかも?



    とりあえずケースに取り付けてみた。幅はぴったりか 気持ち大きめ。ケース中央は少し凹んでいるため、そう感じるのかも。高さは小さめで、明らかに段差がある。dimension だけ 少し(0.1 〜 0.2mm)大きくしたほうが良いかも知れない。

    六角穴付ボルトは、良い感じになった。あと、すz マークだが、銅箔も マークしている。気持ちほりが深い。



    皿ネジのほうは、こう。ピンヘッダの先が見えるのだが、C 基板の 3 列目に L型ピンヘッダを差し込んで、基板をフタにぴったりくっつけてみた。

    記事中で L型ピンヘッダの位置合わせが難しいと書いたが、間違い。下に取り付けるので 現物で合わせた上で、はんだ付けできる。

付録: eagle ファイル

    ai-caseb-04.zip

    PIC32MX のボードと 回路なしのディメンジョンのみのボードを添付。

    caseb-pic32mx-01
    Todo:
     発注までに見直す。長穴、USB 表裏 (見直し1回)

      cam は、Milling を Dimension と同等の扱いにした。両脇に drill を打つべきかどうか?
      USB の表裏は合ってる。

     できるだけ部品は裏にもっていく (済)

      RC は裏に持っていったが ... VIA の処理も目立たないようにすべきか。Stop Off にして(tented via)にして位置も隠れるところに移動。(済)

     シルクの見直し (見直し1回)

      見直しはした。でも、パネルにするなら、不要なものは削除すべきか。

     USB A/メスの削除

      パネルにするなら、見栄えと絶縁の問題で削除した方が良いが... 便利な機能を削るのもどうか? ... と思ったが、USB A/メスは 無理なので削除決定。

    caseb-pic32mx-03

      目盛りをいれたり、パターンを見栄えのために少し修正。

      スロットの基板想定位置も シルクに入れた。現物で合わせている。

     DIP-28 の移動。

      DIP-28 と下のコネクタとの間が狭すぎハンダ付けが難しそうなので、上に移動。

     panelize で 表裏逆に

      とりあえずパス ... と思っていたのだが、単に brd の中で グループ・ミラーすれば良いだけだった。

    コネクタを 0.25mm 下げる。(0.4 で済)

      底面からの高さを 2.8 mm と見たのだが、どうも違う。2.5mm (か 2.6mm) のようだ。実際 2.54 mm のパーツが入るので、底面からの高さを 2.55 mm に変更。

      もう発注してしまったが、これだと 合わせられない。困った。
      → ピンフレームだと 0.5mm x 0.25 mm とかだから 1 Φ内で調節できる(と思うことにした)。ピンヘッダだと無理だが .. スロットに合わせないなら OK 。今後もあるので、eagle ファイルは修正。
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2012年09月24日

USB VID/PID

スイッチサイエンスで『USB PID無償提供プログラム』を検討しているのを知った。USB の ファームウェアを公開している立場からすると、USB の PID/VID は結構厄介で、正直自由に使える ID が欲しい。ID を使わせてあけようと考える人がいるというのは、非常にありがたい。

この機会に使える PID/VID についてまとめておこうと思う。

チップベンダーが提供する サブライセンス

    MicroChip や FTDI, TI (, Atmel も?)などは、製品に利用できる サブライセンスを発行している。が、当然ながら そこのチップを使うことが前提になっている。いまのところ USB 付き AVR の ファームウェアしか作っていないのだが、互換性のある ファームウェアを PIC32MX 向けに作りたいと考えている。

    ベンダーのしばりがあるのも問題だが、作っているものは製品ではないほうがより大きな問題で、サブライセンスを受けようとも思わないし、また受けられるとも思えない。

V-USB が使っている USB の VID/PID

    V-USB の最新版 vusb-20120109.tar.gz を解凍すると USB-IDs-for-free.txt というのがある。これには、いくつかの VID/PID のペアが載っていて、ライセンスに従えば 使用することができる。

    ライセンスは、Version 2009-08-22 となっていて、以前のものから見直しがされている。一番大きな変更だと思ったのは、使うチップやライブラリの条件がないということ。シェアできるようにさえなっていれば、他に条件がないようだ。

    以下、自分の理解。(厳密なものではないので注意)

    テキスト名による 識別

      ・ テキストの ベンダー名と プロダクト名は、USB language 0x0409 (English/US)でなければならない。

      ・ ベンダー名は、自分の Internet domain name (e.g. "mycompany.com") か e-mail address (e.g. "myname@gmx.net") を含んでいないといけない。( たぶん URL でも可 )

      ・ 自分の URL や e-mail アドレスは、レスポンスを返せるものでなければならない。

      ・ ドライバは、全文字列を チェックしなければならない。(sub-string の比較はダメ)

      以上を守れば、次の ID を使うことができる。

      PID dec (hex) | VID dec (hex) | Description of use
      ==============+===============+============================================
      1500 (0x05dc) | 5824 (0x16c0) | For Vendor Class devices with libusb
      --------------+---------------+--------------------------------------------
      1503 (0x05df) | 5824 (0x16c0) | For generic HID class devices (which are
      | | NOT mice, keyboards or joysticks)
      --------------+---------------+--------------------------------------------
      1505 (0x05e1) | 5824 (0x16c0) | For CDC-ACM class devices (modems)
      --------------+---------------+--------------------------------------------
      1508 (0x05e4) | 5824 (0x16c0) | For MIDI class devices
      --------------+---------------+--------------------------------------------

    シリアルナンバーによる 識別

      ・ シリアルナンバーは テキストで、USB language 0x0409 (English/US)でなければならない。

      ・ シリアルナンバーは、自分の Internet domain name (e.g. "mycompany.com") か e-mail address (e.g. "myname@gmx.net") を含んでいないといけない。( たぶん URL でも可 )

      ・ 自分の URL や e-mail アドレスは、レスポンスを返せるものでなければならない。

      ・ Vendor Class を使いたい場合は、libusb か libusb-win32 を使うこと。

      ・ それ以外のクラスを使う場合は、OS のデフォルトのドライバーを使うこと

      以上を守れば、次の ID を使うことができる。

      PID dec (hex) | VID dec (hex) | Description of use
      ===============+===============+===========================================
      10200 (0x27d8) | 5824 (0x16c0) | For Vendor Class devices with libusb
      ---------------+---------------+-------------------------------------------
      10201 (0x27d9) | 5824 (0x16c0) | For generic HID class devices (which are
      | | NOT mice, keyboards or joysticks)
      ---------------+---------------+-------------------------------------------
      10202 (0x27da) | 5824 (0x16c0) | For USB Mice
      ---------------+---------------+-------------------------------------------
      10203 (0x27db) | 5824 (0x16c0) | For USB Keyboards
      ---------------+---------------+-------------------------------------------
      10204 (0x27dc) | 5824 (0x16c0) | For USB Joysticks
      ---------------+---------------+-------------------------------------------
      10205 (0x27dd) | 5824 (0x16c0) | For CDC-ACM class devices (modems)
      ---------------+---------------+-------------------------------------------
      10206 (0x27de) | 5824 (0x16c0) | For MIDI class devices
      ---------------+---------------+-------------------------------------------

    ちなみに、ここで出てきている VID (0x16c0)を、Atmel だと誤解していた。Atmel は 0x03EB で違う。0x16c0 は、 "Van Ooijen Technische Informatica" ( www.voti.nl ) であった。

スイッチサイエンスさんへの要望

    最後になるが、twitter で意見を公募しているようなのだが、twitter の ID を持っていないのでここに書いておこう。

    USB には ドライバーが付き物で、ドライバーまで頑張って作るのではない限り、USB-IDs-for-free のライセンスで結構カバーできる。だが、OS のデフォルトのドライバー で使える別のクラスがあれば、このリストに追加して欲しいということになる。できたら、スイッチサイエンスさんに 同じルールの PID/VID の セットを作ってもらって 要望によって、リストが追加されるようになっているとたいへん嬉しい。

    OSS で ドライバーまで頑張って作るのであれば、ドライバー自体が共有できるものだから、やっぱり このリストに追加して欲しいということになる。

    逆に 個別のID を製品に付けたい ... となると 同人ハード とか 商品の試作みたいなことになるのではないだろうか? OSHW かつ OSS であるなら コピー製品を妨げることは出来ず 累計の制限は無意味になる。 累計の制限を付けるのなら OSS はともかく OSHW の制限は外すべきだと思える。

    まとめると、

    ・ シェアできるものは、USB-IDs-for-free ライクなライセンスで追加の要望が出せる
    ・ シェアできないもの(そのレベルになっていないものも含める)は、累計の制限を付け 仮ID の扱い。

    こんな風だと非常に嬉しい。
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2012年09月20日

8桁7セグ表示ボード

aitendo の 3/4 桁の7セグLED は、アノードコモンとカソードコモンが両方ある。なら、全部並列につないでやれば、12 ピンで 8 桁に拡張できる。さらに、よくよく見れば 4 桁で小さめのサイズもある。

4桁7セグモジュール(0.36"/green)[KEM3261G]
4桁7セグモジュール(0.36"/red)[KEM3261R]

8 桁だと、6cm 幅になるが、パターンは 5cm に収まるので、表示ボードを設計してみた。

    コネクタは、12 pin + 3 pin の15 pin 。基板のサイズは、秋月C基板に近いので、固定する穴のディメンションを同じにしている。


    ボタンも付けてみた。



    ボタンの回路図はこれ。ピンを節約したかったので、ADC で読むようにしている。こういう風に接続すると、同時押しには向かないものの、制御が簡単になる。

    表示方法は、1 つのセグメントを順番に表示させるつもり。1/64 duty というわけだ。以前 8x8 のドットマトリックス LED で同じようにしたが、全然問題ない。ただ、表示順は考えておかないと ぶれたとき見にくくなる。

    u5004s-0.1.zip : ベースにする予定のコード。(メモ)

コントローラの追加

    もともと tiny2313 を付けるつもりだったのだが、うまく収まらなかった。で、表示部だけ にしたのだが、コネクタの都合もあって ADC が必要になってしまった。そうなると tiny2313 は使えない。

    で、表示部と別にコントローラ部を作ることにして、mega328 (タイプ) を使うことにした。

      後で気がついたのだが、アノード+カソードでもボタンは 7segの線と 共用できる。ADC など必要ではなかった。-- まぁ ADC での回路を作ってみたかったということで。



    結局こんなのが、出来上がった。そのままでも良いが、切り離して、T 字型に組めるようにした。表示部分のみにして、別のコントローラを使ってもよい。

    専用のコントローラ部を作ったわけだが、出来ることは多くはない。

    もともと、シリアルで受け取ったデータを表示させるだけのつもりだったのだが、これだけではもったいないような気がして、水晶を付けてみたり 、さらに外部クロック入力 や ICP を コネクタに出したりはしたが、やっぱりイマイチ。

    追記:

    PIC32MX 版も作ってみた。... のだが、PIC だと 5V トレラントのピンがあったりして、ポートの出力が均一にならない。こういう目的だと AVR の方が良さそう。折角作ったので、これも含めた eagle ファイルを置いておく。

    あと用途について。LED をダイナミック点灯させるとノイズがすごいことになる。やはりコントローラでいろいろやるのは、避けて 表示メインにしたほうが良いと思う。

    とはいえ、周波数カウンタぐらいには仕立てたい気もする。ただ、水晶 も温度で周波数が変わるし、補正する仕組みを入れたいところ。ICP と SPI はピンに出しているから、
    DS3234S
    を接続することはできる。

    DS3234Sは、結構精度が良いらしいので、この出力をもとに補正するやりかたを考えたい。ちなみに、WDT 用 RC クロックと 水晶の周波数のズレを元に温度が測定できそうな気がしている。それが出来ると、補正値も温度ごとに持てる。... 補正できてしまえば、DS3234Sを外せる。そして、外した DS3234S は、自家用基準クロックとして使いまわすのだ。

    (参考) ■ TCXO水晶内蔵 SPIバスRTC DS3234Sを制御する ■

      O-Family 氏の解説等 ... なんと 独自に翻訳した DS3234S 日本語マニュアル がある。

C-533SR + TYINY2313 版



    秋月で扱っている 3桁 7seg の C-533SR 版も設計してみた。

    6 桁になってしまうが、これも 50mm に収まる。(aitendo のやつはダメ幅が広い)。 さらに、TYNY2313 (DIP) も内側に入れられる。両方カソードコモンなので、6 桁に減っても +2ピン増える。ただし、ボタンは 共用して -1 ピン。合計 14 ピン。TINY2313 だと TXD/RXD を通信用に使っても 1 ピン余る計算。

    コネクタは、固定用の意味もあるので、そのままにしているが、VCC/TXD/RXD/GND の 4 ピンのみ使う。ISP も一応コネクタに出した。

    この基板は、組むのに手順がある。表面実装 RC → TINY2313, ISP コネクタ → 7seg の順でないとまずそう。

全体回路図:


全体回路図( C-533SR 版):

eagle ソース:
seg7disp-02.zip
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2012年09月15日

FT232Rボードとか

ちょっと思い立って goodluckbuy.com で FTDI を検索 してみたところ、FTDI Basic Breakout っぽいボードが出ていた。



 FTDI Basic Breakout Arduino USB-TTL (goodluckbuy.com) $6.56
 FTDI Basic Breakout Arduino USB-TTL (dealextreme.com) $7.50

かなり安いのだが ... よくよく見ると ピン配列は同じものの、垂直にピンソケットが付いている。

なんで? と思ったのだが、どうやら 検索のついでに出てくる 『MWC MultiWii』 のほうがメインで、それで使いやすいようになっているようだ。

    『MWC MultiWii』を知らなかったのでググってみて、『MWC MultiWii SE Standard Edition(CRIUS)』という記事を発見。

      この一枚の中に3軸ジャイロセンサー、加速度センサー、気圧センサー、方位センサーなどがセットしてあります。

    とのこと。さらに調べると 『有志が作成したデータシート』が見つかった。



    - ITG3205 three-axis MEMS gyroscope, I2C, 16-bit ±2000°/sec, 3.3V-6.5mA
    - BMA180 three-axis accelerometer, I2C, 14-bit, <0.15° accuracy, 3.3V-800uA
    - BMP085 pressure sensor, I2C, 0.3m resolution, 3.3V-10uA
    - HMC5883L three-axis digital compass, I2C, 12-bit, 160Hz, 1-2° accuracy, 3.3V-100uA

    基板のサイズは、50mm 角となっているが、40mm 角のタイプもあるらしい。あらためて goodluckbuy.com で検索すると $40 ぐらいからある。センサーだけのボードもある。

    なかなかに興味深い。arduino として使えるなら、quad copter のコントローラにこだわらなくても、倒立振子とか 用途はいろいろありそう。

FT230X/FT231X

    実を言うと FTDI を検索してみたのは、FTDI の新しいチップの FT230X/FT231X に興味を持ったため。そして、興味を持ったのは、QFN パッケージだったりする。サイドまで パッドがつながっている QFN なら容易にはんだ付けできる -- そして FT230X/FT231X は 今までのパッケージと違って サイドまで パッドがつながっているのだ。しかも安かったりする。Mouser だと 180 円前後。

      FT230X は 16pin / FT231X は 20pin 。パッケージは、QFN 以外に SSOP(0.65mm ピッチ) もあって、 FT232R のピン数を減らしたものに見える。SYNCBB も使えるし、CBUS ピンもある。ただし、VIO は、1.8V 〜 3.3V (5V トレラントではある)。

    基板を作ってみたいという、妙な動機で興味を持ったわけだ。CTS/RTS しかない FT230X にするか 全部ある FT231X にするか迷っていたが、FTDI basic breakout (DTR + CTS) が主流なら FT231X が無難かも知れない。あと、パッケージが小さくなっているので、AE-UM232R (というか UM232R) 互換 のボードも自作しやすいかも知れない。

    追記: USB の D+/D- には、27Ωが必要で、パッケージが小さくなっても必要な面積は減らないようだ。安いだけがメリットかも。

      AE-UM232R で気に入らないところは、足が付いてしまっているところ。外すのも難しいし、いっそのこと基板から作りたい気分になっている。ちなみに、ピン配置は、FTDI の UM232R モジュール互換で、AE-UM232R がオリジナルというわけではない。

    ... などと考えていたのだが、沢山作ってもしょうがないので、思いとどまった。とりあえず今回はメモだけ。Mouser で発注するついでに 入手しておくつもり。忘れないようにしないと。

    あと、思いとどまった理由に PIC32MX がある。PIC32MX でも QFN があって、FTDI Basic Breakout っぽいボードは作れそうな気がしている。PIC32MX を使いこなせるなら、こっちの方が良い。問題は、いつ使いこなせるようになるか。なんとかしたのだが、なかなか手が進まない。

FT231X ボード設計



    QFN-20 の FT231XQ を使った FTDI Basic Breakout っぽいボードを設計してみた。

    USB は mini-B 以外に ケーブル直付けも出来るようにしてみた。typeA オスを(裏に)付けることもできるので、シリアル側のケーブルを伸ばす使い方もできる。

    あと、シリアル側に抵抗を入れることができる。さらに RTS を引き出せるよう細工。



    こっちは、AE-UM232R っぽいボード。裏面に抵抗を入れられるようにしてみた。VCCIO は、3V3 につないであるが、パターンカットができるように配慮はした。あと、RST も VCCIO に直結しているが、プルアップ抵抗を入れられるようにした。

    CB0/CB1 は、同じピン配置にしたが、FT231X では、TXLED/RXLED が CB1/CB2 に変更されている。LED を外部に付ける場合 FTProg (MProg) で 設定を変更しないと互換にならない。



    2012/9/18 : panelize.ulp で 面付けしてみた。一枚のボードとして認識されないと面倒そうなので、自作のツール(gerbtool)は使わなかった。

    下が、PIC32MX (QFN-28) の AE-UM232R 風ボード。2 の 2 枚が、FT231XQ (QFN-20) を使った AE-UM232R 風ボード。PIC32MX だと部品点数が増えて厳しい。USB を飛び出させた分大きくなった。

    切りやすいように、基板間に、tStop/bStop ,tRestrict/bRestrict の帯を入れる。さらに、ボード厚を 1.0mm にして発注するつもり。

    ところで、panelize.ulp での面付け少しばかり不安。上の 2 枚の QFN の 裏の パターンが変わってしまっている。-- 属性が 変わったようだ。この程度なら良いけれども ... 他にもあるかも知れない。

    あと、面付けしたことで、ベタパターンが変わってしまっている。橋にまで回り込んだだけなので、問題はないが ...

    eagle ソース : PIC32MX-typeBr3-04.zip
    gerber データ:um231x-p-out.zip

注意:

    無邪気に紹介してしまったが、ロゴまでコピーしたものとか、ロゴだけ取ったコピー品とかあるかも知れない。さすがにそういうのは薦められない。

    最初のボードは、パターンが違うし、ロゴ取っているし、なんとなく ぎりぎり OK な範囲のような気がする。

    『MWC MultiWii』の方はオリジナル自体知らないので、判断できていない。買うなら独自性のあるものを選んで欲しい。あと、ファームウェアがどういう条件で使えることになっているのか知らないのだが、本来の目的では使わず 他の使い方 をすることを想定して紹介している。本来の目的で使いたいのであれば、ファームウェアの使用条件には留意して頂きたい。

Mouser メモ

    全く関係ないのだが、Mouser で買っておきたい部品のメモ:忘れないようここに書いておく。

    ERJ-3GEYJ

      1608 5% の抵抗なのだが、やたら安いらしい。

    CC0805

      2012 のコンデンサ。かなり安いような... 22pF とかの買いまし。

    LTV-0701

      高速フォトカプラ。10Mbps 以上の 高速フォトカプラ は、あまり品種がないのだが、これは 100 Mbps となっている (本当なのかどうか、未確認) 。

      10Mbps の LTV-0601 より安かったりするし、ちょっと欲しいような。 使い道も考えていないのだが ...

    PIC32MX2 (QFN-28 / QFN-44)

      QFN が欲しいのだが、いつでも在庫があるわけではないようだ。

    追記: デジキーだと PIC32MX220 の QFN-28 は、在庫がある。PIC32MX250 も 10/1 に入荷するようだ。だが、 FT231X は、12 月! 。一方 Mouser は、10月に FT231X が入荷するものの、PIC32MX250 はリードタイムも出ていない。なかなか入手できないなら、デジキーで発注をかけておこうかな ... という気になっている。
posted by すz at 16:43| Comment(0) | TrackBack(0) | 日記