Retropelikonsolien piirilevyjen valmistus ja kokoonpano mini-, kasetti-, FPGA- ja klassisen tyylisille pelijärjestelmille

Highleap Electronics valmistaa asiakasjulkaisevia retropelikonsolien piirilevyjä ja piirilevyasemia mini-TV-konsoleihin, klassisen tyylisiin kotijärjestelmiin, pelikasettien kanssa yhteensopiviin laitteistoihin, FPGA-pohjaisiin pelialustoihin, kompakteihin emulointipohjaisiin laitteisiin ja retro-kämmenlaitteisiin. Valmistuksen tarkastelu keskittyy julkaistuun prosessoriin tai FPGA:han, muistiin/tallennustilaan, ohjain- ja pelikasettiliitäntöihin, video-/äänilähtöihin, virransyöttöön, USB- tai langattomiin oheislaitteisiin, liittimien kestävyyteen, ohjelmointiin ja asiakkaan määrittelemään laitteistodiagnostiikkaan; pelien ROM-levyt, ohjelmistolisenssit ja immateriaalioikeudet pysyvät piirilevyjen valmistuksen ulkopuolella.

Retropelikonsoliperheet ja laitteistolähestymistavat

Retropelilaitteisto voi luoda uudelleen vanhemman käyttökokemuksen useilla hyvin eri tavoilla. Minikonsoli voi käyttää modernia sovellusprosessoria ja ohjelmistopinoa, FPGA-alusta voi toteuttaa laitteistologiikkaa, kasettiyhteensopiva järjestelmä voi olla yhteydessä vanhoihin media- ja ohjainväyliin, ja kämmentietokone voi yhdistää modernin näyttö-/akkuelektroniikan klassisen tyylisiin ohjaimiin. Näitä tuotteita ei pitäisi tiivistää yhdeksi piirimalliksi.

Retrojärjestelmissä on samat ydinprosessorin, muistin, virransyötön ja I/O-valmistusohjaimet kuin... pelikonsolin piirilevy kokoonpanoja lisäämällä samalla vanhoja liittimiä, valinnaisen FPGA-arkkitehtuurin, videomuunnoksen ja tiukemman laitteisto-/laiteohjelmistokonfiguraation hallinnan.

Prosessori tai FPGA, muisti ja konfiguraatioarkkitehtuuri

Pääasiallinen laskenta-arkkitehtuuri tulisi kuvata julkaistun kytkentäkaavion eikä markkinointikategorian perusteella. Retrokonsoli voi käyttää mikrokontrolleria, sovellusprosessoria, FPGA:ta tai näiden yhdistelmää. FPGA-pohjaiset järjestelmät tarvitsevat konfigurointimuistia, kellotusta, tehonsyötön sekvensointia ja I/O-pankkeja, jotka vastaavat valittua laitetta. Prosessoripohjaiset järjestelmät voivat käyttää ulkoista DDR-muistia ja tallennustilaa. Näiden arkkitehtuurien valmistusohjaimet eivät ole keskenään vaihdettavissa.

• Arkkitehtuurivalinta: Ohjelmoitavan logiikan ja MCU/prosessorialustojen välisiä eroja voidaan tarkastella seuraavien näkökulmien kautta: FPGA vs. mikrokontrolleri suunnittelukontekstissa, kun taas tuotanto seuraa julkaistua laitetta.
• Konfiguraatiomuisti: FPGA-bittivirran tai käynnistysohjelmiston tulee ohjelmoida täsmälleen laitteistoversion mukaisesti ja varmistaa se latauksen jälkeen.
• Kellot: oskillaattorit, PLL-syötteet ja ajoituskomponentit voivat vaikuttaa videon ja perinteisten liitäntöjen toimintaan; älä korvaa niitä pelkästään nimellisellä taajuudella.
• Muisti/tallennustila: SDRAM/DDR, flash-muisti, eMMC tai irrotettava tallennusväline riippuvat alustasta. Reititysrajoitukset seuraavat varsinaista käyttöliittymää.
• Tasoalueet: Kasetti-/ohjainväylät voivat käyttää eri I/O-jännitteitä; tasonsiirtimien ja suojausverkkojen on vastattava julkaistua väyläsuunnittelua.

Tuotantodiagnostiikan tulisi erottaa laitteistokokoonpano ohjelmistosisällöstä. Emolevyä voidaan testata alkuperäisen valmistajan toimittamalla allekirjoitetulla tehdaslevyllä, bittivirralla tai diagnostiikka-ROMilla. Highleap ei tarvitse kaupallisia pelitiedostoja muistin, ohjaimen, video- ja äänilaitteiston testaamiseen.

Kasettien, ohjainten ja perinteisten I/O-liittimien valmistus

Perinteiset liittimet kuluvat usein enemmän mekaanisesti kuin päämikropiirit. Kasettireunaiset kannat, ohjainliittimet ja piirilevyn reunakoskettimet altistuvat toistuvalle asettamiselle, sivuttaiskuormalle, likaantumiselle ja käyttäjän ESD-purkauksille. Niiden pinnoitusta, samantasoisuutta, kiinnitystä ja asennusta tulisi valvoa sähkömekaanisina ominaisuuksina, ei pelkästään osaluettelon nimikkeinä.

Liittimien jalanjälkiä ja ankkurointia voidaan tarkastella PCB-liitin valmistuksen valvontaa. Jos järjestelmä mukauttaa vanhat signaalit sisäisesti USB:hen, hyväksytty silta-arkkitehtuuri voi viitata USB-muunnin tuotantonäkökohdat ilman, että ehdotetaan yleistä yhteensopivuutta.

Video-, HDMI-, analoginen näyttö- ja äänilähtöreitit

Retrotuotteissa voidaan käyttää HDMI-liitäntää, analogista videota, sisäisiä LCD-näyttöjä tai useita lähtövaihtoehtoja. Videomuunnokseen voi käyttää skaalainta, DA-muunninta, HDMI-lähetintä tai suoraprosessoriliitäntää. Tarkka signaaliketju tulisi säilyttää, koska ajoitus, suodatus ja liittimen ESD-purkaus vaihtelevat lähtöjen välillä. Yksi HDMI-liitin emolevyllä ei takaa tiettyä resoluutiota tai ominaisuuksia; ne riippuvat julkaistusta lähteestä, lähettimestä ja laiteohjelmistosta.

• HDMI-tie: hallittu differentiaalireititys, liittimien sijoittelu ja suojaus voidaan koordinoida HDMI-liitännän piirilevy valmistus.
• Analogiset lähdöt: DAC/suodatin/vahvistinverkkojen tulisi käyttää hyväksyttyjä toleransseja; kaapelin/rungon maadoitus voi vaikuttaa kohinaan.
• Sisäinen LCD-näyttö: Kädessäpidettävissä tai pöytämalleissa voidaan käyttää LCD-ohjainta tai suoraa näyttöliitäntää. FPC-liittimen ja paneelin ajoituksen on vastattava julkaistua moduulia.
• Audio: Linja-/kuuloke-/kaiutinlähdöt voivat vaatia vahvistin- ja koodekkimuunnelmia; lähtökuorma tulisi sisällyttää testiin.
• Kellon vuorovaikutukset: FPGA:n tai prosessorin kellon muutokset voivat vaikuttaa videon ajoitukseen ja ääninäytteen generointiin; laiteohjelmiston/bittivirran on oltava sidottu piirilevyn versioon.

Järjestelmä tulisi testata tunnetusti toimivalla näytöllä tai tallennuslaitteella käyttäen alkuperäisen laitevalmistajan (OEM) diagnostiikkamallia. Tuotannon ei tarvitse väittää yhteensopivuutta jokaisen television tai näytön kanssa, ellei alkuperäinen laitevalmistaja (OEM) sisällytä tällaista testimatriisia.

Virta, USB, langattomat ohjaimet ja kotelotason EMC

Monet retrokonsolit hyödyntävät modernia virtalähdettä ja liitettävyyttä, vaikka käyttökokemus olisi klassinen. USB-C-virtalähde, langattomat ohjaimet, Bluetooth-ääni tai Wi-Fi saattavat sisältyä sisältöön, mutta tuotteen nimestä ei pitäisi päätellä mitään sellaista. Virransyötön eheys on erityisen tärkeää silloin, kun pieni emolevy ohjaa videota, prosessoria/FPGA:ta, USB-oheislaitteita ja ääntä yhdestä sovittimesta.

• Virtakiskot: FPGA/prosessorin ytimen, I/O:n ja muistikiskojen tulee noudattaa hyväksyttyä järjestystä ja Piirilevyn tehon eheys vaatimukset.
• Bluetooth-ohjaimet: hyväksytyt moduulit/antennit voivat seurata niitä, jos ne on otettu käyttöön Bluetooth-piirilevy valmistuksen valvonta.
• USB-virta: Alavirran ohjainportit tarvitsevat vapautettavan virranrajoittimen ja suojauspiirin; käyttäjän hot plug -ominaisuuden tulisi olla osa FCT:tä, jos se on määritetty.
• Alusta/sähkömagneettinen häiriö: Kaapelisuojausten, liitinkuorien ja kotelon maadoituksen tulisi säilyttää validoitu suunnittelu, erityisesti sekalaisten analogisten/videolähtöjen tapauksessa.
• Terminen: Kompaktien, ilman tuuletinta toimivien konsolien jäähdytyselementin/tyynyn sopivuus ja kotelon lämpötila tulisi tarkistaa alkuperäisen valmistajan menettelyn mukaisesti yleisten lämpötilaväitteiden sijaan.

Langattomien antennien testit tulisi tehdä valmiissa kotelossa, koska metalliset koristeosat, suojaus ja ohjainkaapelit voivat muuttaa radiotaajuusympäristöä.

Patruunaliittimet tarvitsevat mekaanisen ja sähköisen pätevyyden yhdessä

Kasettiliitin voi tehtaalla läpäistä jatkuvuuden ja silti aiheuttaa heikon kenttäluotettavuuden, jos levyn asento, korttipaikan aukko tai kosketusvoima on väärä. Kasetin kuori tai piirilevyn reuna menee sisään tietyssä kulmassa ja syvyydessä; kotelointitoleranssi, joka työntää kasettia sivuttain, voi kuluttaa koskettimia tai ajoittain avata datalinjoja. NPI:n tulisi siksi testata asennus irrotetulla kasettigeometrialla sen jälkeen, kun emolevy on kiinnitetty lopulliseen kuoreen.

Kun vanhemmat logiikkaväylät liitetään nykyaikaisiin jännitelaitteisiin, suojaus ja tasonsiirto on varmistettava todellisen tehonsyötön sekvenssin mukaisesti. Suunnittelu ei välttämättä tue kuumasyöttöä; tuotannon ei pitäisi olettaa sitä. Jos laitevalmistaja vaatii virtalähteen avulla tapahtuvaa syöttötestausta, kiinnikkeelle ja sekvenssille on asetettava selkeät rajoitukset, jotta teknikot eivät vahingoita vanhoja laitteita yhteensopivia I/O-laitteita diagnostiikan aikana.

Videomuunnososista voi tulla pitkän aikavälin toimitusriskejä

Retropohjaiset konsolit ovat usein riippuvaisia ​​silta-, DA-muunnin-, skaalain- tai HDMI-lähetinlaitteista, jotka ovat vähemmän keskeisiä nykyisille suuren volyymin alustoille ja joilla voi olla rajoitetusti vaihtoehtoisia lähteitä. Pienen kokoon yhteensopiva korvaava laite voi muuttaa lähtöajoitusta, värialuetta, analogista tasoa tai laiteohjelmiston alustusta. Nämä osat tulisi tunnistaa hankintavaiheen alkuvaiheessa ja hyväksytyt vaihtoehdot validoida OEM-referenssinäyttö-/tallennusasetuksissa sen sijaan, että tarkistettaisiin vain onnistunut I2C-tiedonsiirto.

Pitkäikäiset tuotteet hyötyvät kultaisen videokortin, näyttö-/tallennusreferenssin ja diagnostiikkakuvan säilyttämisestä. Kun komponentin tai piirilevyn materiaali muuttuu vuosia myöhemmin, tuotanto voi verrata todellista tuotosta samaan referenssiin subjektiivisen visuaalisen muistin sijaan.

NPI, hankinta, ohjelmointi ja tuotevarianttien hallinta

Retroalustoista on usein saatavilla useita variantteja: erilaisia ​​kotelovärejä, alueellisia virtalähteitä, ohjainpaketteja, tallennustilakokoja tai videovaihtoehtoja. Vain sähköisten varianttien tulisi muuttaa piirilevyn osaluetteloa tai laiteohjelmistoa. Tuotannonvalvonnan tulisi estää kosmeettista SKU-koodia valitsemasta vahingossa eri bittivirtaa, käynnistyskuvaa tai liitinvaihtoehtoa.

1. Kriittisten komponenttien hallinta: FPGA/prosessorin, flash-muistin, muistin, videolähettimen, vanhojen liittimien ja tasonsiirtimien tulee noudattaa hyväksyttyjä elektronisten komponenttien hankinta lista.
2. Kokoa julkaistuun versioon: SMT/THT-sekvenssi, liittimien vahvikkeet ja suojaukset tulee määritellä PCB -kokoonpano työohjeet.
3. Ohjelmoi laitteistoversion mukaan: Käynnistyskuva/bittivirta/kokoonpano tulee lukea takaisin tai muuten varmistaa.
4. Käytä diagnostisia välineitä: Testikasetin, ohjainkiinnikkeen tai tehdasohjelmiston tulee olla alkuperäisen laitevalmistajan toimittamaa, eikä niiden tule olla riippuvaisia ​​kaupallisesta pelisisällöstä.
5. Säilytä kultaiset oheislaitteet: Tunnetut ohjaimet, äänirasiakiinnike, näyttö ja virtalähde parantavat vianmääritystä.

Liittimen tai oskillaattorin toimittajan vaihto ansaitsee tarkempaa tarkastelua kuin sen alhainen yksikköhinta antaa ymmärtää. Lisäysgeometria, kontaktien pinnoitus tai kellon jitter voivat aiheuttaa kenttäoireita, joita on vaikea eristää konsolin kokoonpanon jälkeen.

Tehdasdiagnostiikan tulisi paljastaa väylävirheet sen sijaan, että ne piilotettaisiin pelinäytön taakse

Kaupallinen peli saattaa näyttää toimivan, vaikka yksi ohjainportti, kasetin osoiterivi tai äänikanava on viallinen. Erillisen diagnostiikan tulisi testata muistialueet, ohjaintulot, videokuviot, äänikanavat ja kasetti-/laajennusväylät suoraan. Tämä antaa tuotannolle deterministisen hyväksymis-/hylkäystiedon ja nopeuttaa uudelleentyöstöä, koska vikakoodi tunnistaa tutkittavaa rajapintaa.

FPGA-järjestelmien osalta diagnostiikan tulisi myös lukea takaisin odotettu kokoonpano tai paljastaa versiotunniste, jotta väärän bittivirran omaavaa yksikköä ei sekoiteta laitteistovirheeseen. Prosessorijärjestelmien osalta käynnistyslataimen ja sovelluksen versiot tulisi tallentaa samalla tavalla. Testisisältö voi pysyä kokonaan alkuperäislaitevalmistajien omistuksessa, eikä sen tarvitse sisältää lisensoituja peliresursseja.

Läpivientiportit ja raudoitukset tarvitsevat mekaanisen hyväksynnän

Retropelikonsoleissa on usein näkyvissä suuria ohjain-, äänirasia-, RCA-tyyppisiä, DC- tai muita liittimiä, joissa käytetään läpirei'itettyjä nastoja tai mekaanisia kielekkeitä. Näihin liitoksiin kohdistuu toistuvasti työntövoimaa, joten juotostäyttö ja ankkurointi ovat tärkeämpiä kuin kosmeettinen jyrsintä. Kokoonpanosuunnitelmassa tulisi määritellä kuormaa kantavien kielekkeiden ja mahdollisten selektiivisten/aalto-/käsinjuotossekvenssien tarkastus. Jos liittimen rungon on oltava samassa tasossa piirilevyn tai kotelon alustan kanssa, tämä samantasoisuus on tarkistettava ennen kuin juottaminen lukitsee osan väärään asentoon.

Lyhyt lisäys-/irrotusnäytetesti on hyödyllinen ensimmäisten tuotteiden ja prosessitarkastusten yhteydessä, kun alkuperäinen laitevalmistaja (OEM) niin vaatii. Tarkoituksena on varmistaa liittimen tuki ja piirilevyn asennus, ei luoda tukematonta käyttöikää. Tuotannossa tulisi käyttää todellista yhteensopivaa pistoketta tai äänirasiakiinnikettä, koska yleiset nastamitat eivät toista kuoren häiriöitä ja sivuttaiskuormitusta.

Retro-konsolin laitteiston toiminnallinen testaus ja RFQ-tulot

Ihanteellinen tehdastesti käynnistää diagnostiikkaympäristön ja tarkistaa jokaisen sähköisen liitännän erikseen. Näin vältetään pelin käyttäytymisen käyttäminen laitteiston laadun sijaisarvona ja saadaan hyödyllisiä vikakoodeja uudelleentyöstöä varten. Highleap voi suorittaa OEM-diagnostiikan jakamatta tai validoimatta tekijänoikeuksin suojattua pelisisältöä.

Lopullinen laitteiston hyväksyntä voidaan kirjata seuraavasti: toiminnallinen testausTarjouspyynnön tulee sisältää piirilevyn/kokoonpanon tiedot, prosessorin/FPGA:n ja kokoonpanon vaatimukset, muistin/tallennustilan, kasetin/ohjaimen liittimien piirustukset, video-/äänilähdöt, virtalähteen, langattoman vaihtoehdon, kotelon/lämpöpinon, ohjelmointitiedostot, diagnostiikkalaitteen/ohjelmiston ja kohdemäärät laitteistovarianteittain.