Android TV -boksin piirilevyjen suunnittelu ja valmistus

Android TV -boksin piirilevy on sulautettu multimedia-emolevy, joka on rakennettu prosessorin, muistin, tallennustilan ja ulkoisten liitäntöjen ympärille. Rakenteesta riippuen levy voi sisältää BGA SoC:n, DDR-muistia, eMMC-tallennustilaa, HDMI:n, USB:n, Ethernetin, Wi-Fi/Bluetoothin, IR-tulon ja äänen. Highleap Electronics valmistaa asiakasjulkaisevia Android TV -boksin piirilevyjä ja piirilevyasemia, joiden tuotannonohjaukset on yhdenmukaistettu tiheän kokoonpanon, nopean reitityksen, RF-sijoittelun ja laiteohjelmiston ohjelmoinnin kanssa.

Android TV Box -piirilevyjen valmistus OEM- ja ODM-projekteihin

Suoritinalusta vaikuttaa muistiliitäntään, tallennustilan valintaan, näyttöön, virrankulutukseen ja lämpösuunnitteluun. DDR- ja eMMC-piirit sijoitetaan yleensä lähelle prosessorilaitetta, jotta ne täyttäisivät julkaistut reititysvaatimukset. Näitä suhteita ei tule pitää kokoonpanomieltymyksinä; ne ovat osa laitteistosuunnittelua.

• SoC/BGA-prosessoriHienojakoinen tai BGA-kokoonpano asettaa suuria vaatimuksia pad-geometrialle, sijoittelulle ja uudelleenvirtauksen hallinnalle.
• DDR muistiNopean muistin reitityksen on noudatettava julkaistua topologiaa ja pinoamista.
• eMMC/tallennustilaTallennustilan valinta on sidoksissa ohjelmiston kokoonpanoon ja käyttöönottoon.
• HDMISuurnopeuksisten differentiaalipolkujen ja liittimien sijoittelun on pysyttävä suunnittelun mukaisina.
• LangatonRF-moduulin ja antennin sijoittelu riippuu etäisyyden pitämisestä ja kotelointirajoituksista.
• VirranhallintaUseat säätimet ja kiskot tukevat prosessointi-, muisti- ja I/O-alueita.

DDR ja eMMC ovat osa ohjelmistojulkaisua

Onnistunut Android-piirilevyn kokoaminen ei ole pelkästään juotostulos. Muistitiheyden, tallennuskokoonpanon ja käynnistyslaiteohjelmiston on oltava yhteneväiset. Jos laitteistoa muutetaan, myös ohjelmistokuva voi muuttua. Siksi tuotannon tulisi tallentaa sekä laitteisto- että ohjelmistoversio jokaiselle erälle.

Highleap voi integroida ohjelmoinnin ja varmennuksen piirilevysuunnittelun työnkulkuun, kun asiakas toimittaa oikean kuvan ja ohjelmointimenetelmän.

SoC-, DDR-, eMMC- ja nopea piirilevysuunnittelu

DDR-muistitiheys, kotelotyyppi ja eMMC-kokoonpano vaikuttavat SoC-alustaan, virrankulutukseen, kortin reititykseen ja ohjelmistokuvaan. Asiakkaan hyväksymän vaihtoehtoisen osan tulisi olla teknisesti pätevä eikä sitä tulisi hyväksyä pelkästään siksi, että kotelo sopii siihen. Tämä on erityisen tärkeää silloin, kun tallennuslaite on osa käynnistyspolkua.

DDR-reitityksen ja valmistustoleranssien tulisi olla pareja

Nopeat muistiliitännät eivät ole pelkkä reititysongelma. Sähköinen suunnittelu riippuu julkaistusta pinoamisesta, dielektrisestä rakenteesta, jälkigeometriasta, kerrosten rekisteröinnistä ja läpivientireikien toteutuksesta. Valmistuskatselmuksen tulisi siksi varmistaa, että valmistuspino pystyy toistamaan hyväksytyn suunnitelman sen sijaan, että keskityttäisiin vain siihen, voidaanko Gerber-tiedostot valmistaa.

BGA-, HDMI-, USB- ja Ethernet-piirilevyjen valmistus

BGA-kotelo yhdistää monia signaaleja piilotettujen juotosliitosten kautta. Valmistuksen on säilytettävä aiottu juotosalustan ja läpivientirakenteensa, kun taas kokoonpano vaatii hallittua sijoittelua ja uudelleensulatusta. Tarkastukseen voi sisältyä piilotettujen liitosten röntgenkuvaus, erityisesti silloin, kun kotelo tai asiakkaan laatusuunnitelma sitä edellyttää.

HDMI, USB ja Ethernet vaativat erillistä huomiota

Android TV -boksi sijoittaa usein suurnopeusliittimet kotelon reunalle. Liittimestä itsestään tulee osa signaalireittiä ja myös mekaaninen kuormituspiste. Piirilevyn tulisi säilyttää irrotettu differentiaalireititys, referenssitasot, ESD-komponentit ja liittimien suunta.

Highleap tarjoaa USB-C-liittimen ja differentiaaliparin reititysresursseja asiaankuuluviin malleihin.

BGA-juotos on vain yksi osa tuottoyhtälöä

BGA-saanto riippuu valmistuksesta, sapluunan suunnittelusta, pastan kerrostuksesta, sijoittelusta, lämpöprofiloinnista ja tarkastuksesta, jotka toimivat yhdessä. Jos piirilevyllä on tiheitä hienojakoisia komponentteja pääpiirilevyn ympärillä, sapluunan ja uudelleensulatusasetusten on ehkä tasapainotettava erilaisia ​​kotelovaatimuksia. Oikea prosessi tulisi määrittää todellisesta komponenttiseoksesta ja validoida pilottituotannon aikana.

USB-virta- ja datatoiminnot tulee testata erikseen

USB-liittimessä voi olla toimivaa virtaa, mutta dataliitäntä voi olla viallinen, tai se voi kommunikoida oikein, mutta siinä voi olla mekaaninen ongelma. Jos laitteessa on useita USB-portteja, testin tulisi tunnistaa, mitä toimintoja kukin portti tukee kyseisessä laitteessa. Sama varoitus koskee USB-C:tä: liittimen olemassaolo ei itsessään takaa tukea kaikille USB-C-ominaisuuksille.

RF-, lämpö- ja tehosuunnittelu kompakteille TV-boksilevyille

Wi-Fi- ja Bluetooth-suorituskyky riippuu antennin etäisyydestä, suojauksesta ja moduulin tai antennin ympäristöstä. Tuotantolevy voi käyttää täsmälleen samoja RF-komponentteja ja silti käyttäytyä eri tavalla, jos kotelo, kaapeli tai metalliosa muuttaa paikallista ympäristöä. RF-validoinnissa tulisi siksi käyttää tuotantomekaanista kokoonpanoa, jos asiakkaan suunnittelu vaatii kyseisen tason hallintaa.

Highleapin Bluetooth- ja RF-piirilevyjen suunnitteluresurssit ovat merkityksellisiä, kun kyseiset langattomat piirit ovat mukana.

Lämmönhallinta kompaktissa TV-laatikossa

Jatkuvasti videokuvaa ajava prosessori voi tuottaa jatkuvasti lämpöä. Lämpöteho riippuu kokonaisuudesta, piirilevyn kuparista, lämpöliitännästä, jäähdytyselementistä ja kotelon tuuletuksesta. Kokoonpanopiirustuksessa tulisi siksi yksilöidä mahdolliset lämpötyynyjen tai jäähdytyselementtien asennusvaatimukset, ja tuotantotestissä tulisi käyttää tuotteelle sopivaa työmäärää.

Tehonjako ja irrotus

Levyllä voi olla erilliset kiskot SoC:lle, muistille, tallennustilalle, USB:lle ja langattomille toiminnoille. Vapautettu säädin ja irtikytkentäverkko tulisi säilyttää. DFM-tarkistuksen aikana tehdas voi tunnistaa valmistettavuusongelmia, kuten komponenttien välyksiä tai juotosmaskien ristiriitoja, muuttamatta sähköistä arkkitehtuuria.

Lämpöliitäntämateriaalit tarvitsevat kokoamisohjeet

Lämpötyyny tai jäähdytyselementti voi olla osa sähköistä ja mekaanista suunnittelua, koska se voi vaikuttaa kotelon lämpötilaan, rungon sopivuuteen tai suojaukseen. Sen paksuuden ja puristuksen tulee noudattaa asiakkaan suunnittelua. Tehtaan ei tule valita mielivaltaista lämpötyynyä vain siksi, että se sopii tilaan.

BGA-, RF- ja lämpöominaisuudet tulisi tarkastella yhdessä

Android TV -boksi voi sijoittaa BGA-prosessorin lähelle RF-laitteistoa ja lämpöliitännän hyvin pienelle alueelle. Valmistustarkastuksessa tulisi ottaa nämä suhteet huomioon yhdessä. Esimerkiksi suojaa tai jäähdytyselementtiä ei voida arvioida pelkästään sen perusteella, sopiiko se mekaanisesti; se voi vaikuttaa myös antennin etäisyyteen, lämpökontaktiin tai ohjelmointipisteiden saavutettavuuteen. Julkaistujen mekaanisten ja sähköisten piirustusten tulisi yksilöidä nämä riippuvuudet.

Laiteohjelmisto, tehdasvalmistelu ja toiminnallinen testaus

Android-pohjainen laitteisto tarvitsee usein useamman kuin yhden ohjelmistoelementin: käynnistyslaiteohjelmiston, järjestelmäkuvan, kokoonpanon tai laitetunnisteen. Tarkka prosessi on tuotekohtainen. Tuotantosuunnitelmassa tulisi mainita, ohjelmoidaanko tallennustila ennen kokoonpanoa, kokoonpanon jälkeen vai vasta lopullisen tuoteintegraation aikana.

1. Tunnista laitteisto: tarkista oikea piirilevyn versio ja komponenttiversio.
2. Ohjelmoida: lataa hyväksytty ohjelmistopaketti asiakkaan määrittämän työkalun avulla.
3. Tarkista käynnistys: vahvista onnistunut käynnistys ja odotettu tallennuskokoonpano.
4. Tarkista rajapinnat: Testaa SKU:hun sisältyvät HDMI-, USB-, Ethernet- ja langattomat toiminnot.
5. Tarkista oheislaitteet: Tarkista infrapunayhteys, painikkeet ja ääni, jos sellainen on.
6. Tietueen henkilöllisyys: tallentaa sarjanumeron tai muun tuotantotunnisteen asiakkaan määrittämällä tavalla.

Toiminnallisen testauksen tulisi kattaa tarkoitettu SKU

TV-boksissa voi olla useita muunnelmia, jotka jakavat saman piirilevyn. Yhdessä voi olla Ethernet, toisessa ei; toisessa voi olla eri langaton vaihtoehto tai muistikoko. Testauslaitteen ja ohjelmiston tulisi noudattaa SKU-matriisia sen sijaan, että testattaisiin jokaista mahdollista ominaisuutta jokaisella piirilevyllä.

Tehdasvalmistelu useille SKU-tuotteille

TV-boksit jakavat usein yhteisen piirilevyn muisti-, tallennustila-, langattoman verkon tai alueellisten versioiden välillä. Hyvä tuotantomatriisi yhdistää jokaisen SKU:n populaatiovaihtoehtoon, laiteohjelmistoon ja testisekvenssiin. Tämä vähentää riskiä, ​​että piirilevy toimitetaan oikealla laitteistolla, mutta väärällä ohjelmistokokoonpanolla.

Lämpötestin tulisi käyttää toistettavaa ohjelmistotyökuormaa

Koska TV-boksin prosessorit voivat muuttaa tehoa työkuorman mukaan, lämpötilan mittaustulokset voivat vaihdella suuresti ohjelmiston mukaan. Tuotantokäytössä olevan lämpösuojan tulisi siksi käyttää asiakkaan hyväksymää työkuormaa ja kotelointitilaa. Valmistajan ei tule julkaista yleistä enimmäislämpötilaa, ellei kyseinen arvo johdu tietystä suunnitteluspesifikaatiosta.

Aiheeseen liittyvät Android TV -laitteistot ja piirilevytason tuotteet

Android TV -boksin emolevy voi olla yhteydessä useisiin tukiyksiköihin tai -moduuleihin: langattomaan moduuliin, infrapunavastaanottimen korttiin, etupaneelin merkkivalokorttiin, virtakorttiin, tallennuslaitteeseen, HDMI-liitäntään ja joskus ulkoiseen viritin- tai lisälaitekorttiin. Kaikki tuotteet eivät käytä kaikkia näitä, eikä Android TV -boksia pidä kuvailla yleiskäyttöiseksi digisovittimeksi.

Hyödyllisiä rinnakkaistermejä ovat Android TV -emolevy, äly-TV-boksin piirilevy, OTT-boksin piirilevy, BGA-multimediakortti, HDMI-emolevy, Wi-Fi/Bluetooth-moduulikortti ja sulautettu Android-piirilevy. Highleap Electronics voi valmistaa ja koota näiden tuotteiden taustalla olevat asiakkaan suunnittelemat piirilevykokoonpanot; se ei myy valmista Android TV -boksia.

Mitä Highleapin ei pitäisi olettaa tuotteen nimestä

Termi Android TV -boksi ei sinänsä määrittele Android-versiota, prosessorin merkkiä, muistin kokoa, HDMI-ominaisuutta, langatonta standardia, Ethernet-nopeutta, USB-kokoonpanoa tai virransyöttöä. Nämä ovat asiakkaan suunnittelun ominaisuuksia. Ammattimaisen valmistusartikkelin tulisi pitää ne ehdollisina ja käyttää todellisia osaluetteloita ja liitäntävaatimuksia kokoonpanon määrittelemiseen.

Android TV -boksin piirilevyjen hankinta- ja valmistusdokumentaatio

Yhdysvaltalaisille ja kanadalaisille laitteistoyrityksille valmistuspaketin tulisi sitoa Android-ohjelmistolevy tiettyyn piirilevy- ja osaluetteloversioon. Brittiläiset, saksalaiset, ranskalaiset ja italialaiset laitevalmistajat voivat käyttää samaa lähestymistapaa hankkiessaan tuotantoa Kiinasta. Japanilaiset ja eteläkorealaiset tiimit saattavat painottaa enemmän kompaktia mekaanista integrointia ja tiheää kokoonpanoa, mutta perusvaatimuksena on edelleen hallittu suunnittelupaketti ja toistettavissa oleva piirilevyprosessi.

Luonnollisia sukulaisia ​​termejä ovat Android TV -emolevyn valmistaja , OTT-boksin piirilevykokoonpano , älytelevision boksin piirilevy , BGA-multimediapiirilevy ja sulautettujen Android-korttien valmistus . Ne tulisi esiintyä vain silloin, kun artikkelissa käsitellään kyseistä laitteistoa.

Valmistustiedot, jotka estävät konfigurointivirheet

Tuotantopaketin tulee sisältää Gerber- tai ODB++-tiedot, tarvittaessa pinoamis- tai impedanssitiedot, osaluettelon, keskipisteen, kokoonpanopiirustuksen, sapluunan tai liiman vaatimukset (jos toimitettu), ohjelmointitiedostot ja toiminnalliset testausohjeet. Laitteisto- ja ohjelmistoversiot tulee linkittää toisiinsa, jotta väärää laiteohjelmistoa ei voida ladata yhteensopimattomalle kortille.

Prototyypistä tuotantoon -ohjaus

Valmistusprosessin tavoitteena on säilyttää hyväksytty prosessori-, muisti-, radiotaajuus- ja teholiitäntä jokaisen erän läpi. Highleap Electronics voi tukea piirilevyjen valmistusta ja PCBA:ta asiakkaiden julkaisemille Android TV -boksimalleille pitäen tuotantotietueen julkaistun laitteisto- ja ohjelmistokokoonpanon mukaisena.