Ho Theola le ho Etsa Mananeo a Boto ea Microcontroller: Li-Pad tsa QFN, SWD, le Bakhanni ba FTDI

Mehato ea ho qetela ea boto ea microcontroller e sitisa merero e mengata: ho kopanya li-fine pins le thermal pad ka mor'a QFN, ebe ho fumana programmer ho bua le chip - hangata ka FTDI USB-to-serial chip. Tataiso ena e araba lipotso tsa 'nete: mokhoa oa ho kopanya QFN ka letsoho, mokhoa oa ho hlophisa boto holim'a SWD kapa bootloader, le hore na ke hobane'ng ha mokhanni oa FTDI a ke ke a bontša koung ea COM. E boetse e bontša hore na u lokela ho lumella Highleap Electronics ho kopanya le ho hlophisa boto neng.

1. Ke sephutheloana sefe sa microcontroller seo u ka se rekisang ka letsoho?

O ka kopanya ka bonolo liphutheloana tsa SMT tse nang le lead (DIP), empa likarolo tsa QFN le BGA li thata kapa ha li khonehe ka letsoho 'me li lokela ho sebelisoa ts'ebetsong ea ho chencha. Khetho ea sephutheloana ke qeto ea ho kopanya e etsoang ka nako ea moralo: DIP e bonolo empa ha e fumanehe haholo bakeng sa li-chips tsa sejoale-joale, li-pin tsa SMT tse nang le lead tse mathōkong li ka fihlelleha ka tšepe, QFN/DFN e pata li-pad tsa tsona tlas'a 'mele, 'me BGA e beha libolo tse ngata ka tlas'a tsona tse ke keng tsa kopanngoa ka letsoho.

Haeba o haha ​​ka letsoho, kgetha sephutheloana se nang le lead. Haeba karolo eo o e kgethileng e tla feela e le QFN kapa BGA, e nke e le letshwao le matla la ho sebedisa stencil-and-reflow kapa ho fana ka kopano ya kantle. Karolo ena e boetse e bopa boto yohle, kahoo ho bala ka potlako mabapi le ho kgetha microcontroller e nepahetseng ho a putsa pele o etsa mohato.

2. Mokhoa oa ho kopanya QFN le pad ea thermal ka mor'a chip

Ho kopanya diphini tsa MCU tse tshehla ka letsoho, kgomaretsa dikhutlo tse pedi tse fapaneng, hula-kopanya mola o mong le o mong (o o dumella ho kopanya), ebe o hlakola marokho ka braid e tlosang soldering. Pad e bohareng ya thermal hodima QFN – "di-pad tse nyane tse ka morao ho microcontroller" tseo batho ba di batlang – e dula tlasa chip moo tshepe e ke keng ya fihla teng, kahoo ka letsoho diphetho ha di tsitsane mme ho kgutlela morao ke tsela e ka tshepahalang. Mohato ka mohato:

• Beha sekhutlo se le seng. Lekanya chip holim'a leoto la eona 'me u kopanye phini e le' ngoe ea sekhutlo ho notlela boemo; hlahloba ho lekalekana tlas'a ho holisa pele u tsoela pele.
• Beha sekhutlo se ka lehlakoreng le leng ho lokisa karolo ka botlalo.
• Hula-ho kopanya mela. Kenya phallo e ngata 'me u hule solder e nyane moleng o mong le o mong. Ho kopanya ho lokile - phallo e thusa hore e phallele lipini.
• Hlatsoa marokho. Beha moqhaka o tlosang lerako holim'a li-pin tse kobehileng 'me u futhumatse; moqhaka o hula o setseng, o siea manonyeletso a hloekile.
• Hlahloba tlasa kgodiso ho netefatsa hore phini e nngwe le e nngwe e kolobisitsoe mme ha ho na marokho a setseng.

Ho phaphamala, ho holisa, le tšepe e laoloang ke mocheso ha li buisanoe mona. Bakeng sa thermal pad le bakeng sa karolo efe kapa efe ea QFN kapa BGA, ho kopanya ha profeshenale ka ho tjheseletsa ka stencil ke khetho e nepahetseng ho fapana le ho ba tsela e khutšoanyane.

3. Mokhoa oa ho hlophisa microcontroller: SWD, JTAG, ISP, kapa bootloader

Hlophisa microcontroller ebang ke ka sebopeho sa ho lokisa liphoso tsa hardware (SWD kapa JTAG ho ARM Cortex-M, ISP ho AVR) kapa ka sesebelisoa sa ho lokisa liphoso tsa hardware ka chip ea USB-to-serial. Sebopeho sa hardware ke sona se tšepahalang ka ho fetisisa hobane ha se itšetlehe ka bootloader e sebetsang 'me hape se u lumella ho lokisa liphoso; li-pin tse 'maloa li hokahana le lenaneo la software joalo ka ST-Link kapa J-Link ebe li benya chip ka ho toba.

• SWD / JTAG / ISP. Molemo ka ho fetisisa bakeng sa boto ea pele. Lelapa la STM32 ke sebaka se tloaelehileng sa ho qala, 'me sena Tataiso ea ba qalang ho STM32 e koahela phallo ea eona ea SWD hantle.
• Bootloader ea serial. E theko e tlase ebile e bonolo: chip ea USB-to-serial (hangata FTDI) e hokahanya USB ea PC le UART ea MCU, 'me bootloader e amohela firmware ka har'a sehokelo seo.
• USB ea tlhaho. Li-MCU tse ling li na le USB e hahiloeng kahare 'me li hlaha e le sesebelisoa se ka hlophisoang ka kotloloho, se se nang chip e arohaneng ea serial.

Ha o hloka diyuniti tse ngata tse hlophisitsweng ka tsela e tshwanang, lenaneo la IC la fektheri le tlosa ho feto-fetoha ha diboto ka boto ka botlalo e le hore diboto di fihle di phatsima.

4. Na mokhanni oa FTDI ha a bontše kou ea COM? Tokiso ke ena

Haeba chip ea hau ea FTDI e sa hlahe e le kou ea COM, lisosa tse tloaelehileng ke mokhanni ea sieo, thapo ea USB e tjhajang feela, mela ea TX/RX e fetotsoeng, kapa chip ea FTDI ea maiketsetso. Sebetsa ka tsona ka tatellano:

• Kenya mokhanni oa semmuso. Khoasolla mokhanni oa Virtual COM Port (VCP) ho tsoa webosaeteng ea FTDI, e tsamaellanang le sistimi ea hau ea ts'ebetso, ebe u netefatsa hore chip e baloa e le koung ea COM (Windows) kapa sesebelisoa sa tty/usbserial (macOS/Linux) pele se benya.
• Sebelisa thapo ea data, eseng ea ho tjhaja feela. Lithapo tse ngata tsa micro-USB li na le motlakase empa ha li na data; li chencha pele u nahana hore ho na le phoso.
• Tšela TX le RX. Mela ya ho fetisetsa le ho amohela e tlameha ho tshela pakeng tsa chip ya FTDI le MCU – TX ho ya ho RX, RX ho ya ho TX. Para e fapantsweng ke phoso ya kgale ya boto ya pele.
• Hlokomela ditshipi tsa maiketsetso. Likarolo tsa FTDI tsa bohata li atile 'me li ka itšoara ka mokhoa o sa tsitsang kapa tsa haneloa ke bakhanni ba semmuso; likarolo tsa 'nete tse tsoang mehloling e lumelletsoeng li qoba mathata a mangata.

Hlokomela kou e abetsoeng hang ha e hlaha, hobane sesebelisoa sa hau sa mananeo se hloka ho supa kou eo hantle. Kotsi ea chip ea maiketsetso ke lebaka le leng le lumellang likarolo ho fumana litaba sehlahisoa sa 'nete.

5. Ho qala ho tjhaja: ho hlahisa boto e ntjha kgato ka kgato

Hlahisa boto e ncha ka mehato e mene: hlahloba marokho a solder, netefatsa li-power rails, netefatsa hore lenaneo le hokahane, ebe u etsa teko e fokolang. Matlafatso ea pele a etsoa ka mokhoa o hlophisitsoeng, eseng ka boselamose, 'me terene e fosahetseng kapa e sieo e hlalosa litlaleho tse ngata tsa "boto e shoeleng":

• Hlahloba pele o kenya motlakase. Hlahloba marokho a solder, haholo-holo lipineng tse ntle tsa MCU, 'me u netefatse hore likarolo tse nang le polarized li shebane hantle.
• Hlahloba literei tsa motlakase. Netefatsa hore motlakase o mong le o mong oa phepelo o teng 'me o nepahetse pele o lebella boitšoaro bofe kapa bofe ba dijithale.
• Netefatsa hore lenaneo la lenaneo le hokahane. Fumana sesebelisoa sa ho lemoha chip pele o tšoenyeha ka firmware ea sesebelisoa; "sesebelisoa se fumanoeng" se bonolo ke ntlha ea bohlokoa.
• Teko e nyane haholo e lokela ho ba e bobebe. Panya LED kapa u printe ka mokhoa o latellanang ho paka hore ketane ea lisebelisoa, khokahano, le chip kaofela lia sebetsa, ebe lia bokellana.

Haeba chip e sa arabele, sesosa hangata ke motlakase, sekoli sa ho soldera lipini tsa mananeo, bothata ba mokhanni kapa koung, kapa mela e fapanyetsanoang ea serial - mathata a tšoanang a kopano ao tlhahlobo ea litsebi e reretsoeng ho a tšoara.

6. Mokhoa oa ho rala boto e bonolo ho e kopanya le ho e hlophisa

Moralo bakeng sa ho kopanya le ho hlophisa habonolo ka ho khetha sephutheloana se ka rekisoang ka letsoho, ho eketsa hlooho e ngotsoeng SWD/JTAG/ISP, le ho fana ka lintlha tsa teko matshwaong a motlakase le a senotlolo. Lihlooho tse ngata li entsoe ka hare 'me li ka etsoa ka tsela e latelang:

• Khetha sephutheloana se ka rekisoang ka letsoho haeba o ikemiseditse ho haha ​​ka letsoho, mme o boloke QFN/BGA bakeng sa ho ntsha phallo kapa ho kopanya ka ntle.
• Kenya sehlooho se hlakileng sa lenaneo ka di-pinout tse tloaelehileng le di-label tsa silkscreen, leha o rera ho sebedisa bootloader, kahoo o dula o na le monyetla o tshepahalang wa ho kgutlela morao.
• Fana ka lintlha tsa teko hodima di-power rails le matshwao a senotlolo kahoo ho hlahisa le ho lokisa diphoso ho bonolo.
• Beha pad ea mocheso ea QFN hantle ka mokhoa o nepahetseng ka paterone, e le hore e sothehe hantle tlhahisong mme e tsamaise mocheso - melao-motheo e phelang nthong efe kapa efe e ntle boto ea potoloho ea microcontroller sebopeho.
• Tšoaea polarity ebe u pin e le 'ngoe ka ho hlaka ho thibela kopano e ka morao.

7. Nako ea ho fana ka kopano le mananeo a MCU ho ba bang

Ka ho sebedisa di-outsource hang ha o tobetsa dikarolo tsa QFN/BGA, pitch e nyane, pad ya thermal ka mora chip, kapa diboto tse fetang tse pedi - ho feta moo ho kopanya letsoho ho ja nako e ngata le tlhahiso ho feta kamoo ho bolokang. Ka ho kopanya ka botlalo , Highleap e sebetsana le SMT le ho beha lesoba ka hara lesoba, pitch e nyane le ho kopanya BGA ka stencil-and-reflow, le tlhahlobo ya AOI/X-ray e le hore manonyeletso ao o sa a boneng ka letsoho a netefatswe.

Ho fumana lits'ebeletso tse lumelletsoeng ho boetse ho qoba bothata ba FTDI ea bohata. Bakeng sa liboto tse hlokang ho kenngoa firmware fekthering, Highleap e ka kenyelletsa mananeo le liteko tse sebetsang e le hore li-unit li fihle li sebetsa ho e-na le ho se be le letho - 'me boto e ka romeloa e le sehlahisoa se felileng ka ho kopanya lebokose . Ha u kopa khotheishene, bolela hore na MCU e sebelisa sephutheloana sefe, hore na u hloka mananeo a ka hare ho sekepe, le hore na u batla teko efe e sebetsang.

Fumana khoteshene ea kopano le lenaneo

8. Lipotso Tse Botsoang Khafetsa mabapi le ho kopanya le ho kenya mananeo a microcontroller

Nka kopanya pad ea thermal ka mor'a QFN joang?

Karolo eo e bohareng e lutse tlas'a chip moo tšepe e ke keng ea fihla teng. Ha e hlahisoa e tšeloa ka lesoba la stencil le phallo e ncha; ka letsoho liphetho ha li lumellane, kahoo bakeng sa likarolo tsa QFN/BGA phallo e ncha kapa kopano e entsoeng ka ntle ke tsela e tšepahalang.

Mokhoa o tšepahalang ka ho fetisisa oa ho hlophisa microcontroller ke ofe?

Sebopeho sa ho lokisa diphoso tsa hardware – SWD kapa JTAG dikarolong tsa ARM, ISP ho AVR – hobane ha e itshetlehe ka bootloader e sebetsang mme e boetse e dumella ho lokisa diphoso. Bootloader ya serial hodima chip ya USB-to-serial e theko e tlase empa e eketsa lera la mokhanni.

Ke hobane'ng ha chip ea ka ea FTDI e sa hlahe e le kou ea COM?

Lisosa tse tloaelehileng ke mokhanni oa VCP o sieo kapa o fosahetseng, thapo ea USB e tjhajang feela, mela ea TX/RX e fetotsoeng, kapa chip ea FTDI ea bohata. Kenya mokhanni oa semmuso, sebelisa thapo ea data, tšela TX/RX, 'me u sebelise likarolo tsa 'nete.

Nka khoasolla mokhanni oa FTDI hokae?

Fumana mokhanni oa semmuso oa Virtual COM Port (VCP) ho tsoa webosaeteng ea FTDI 'me u khethe moaho bakeng sa sistimi ea hau ea ts'ebetso, ebe u netefatsa hore chip e hlaha e le koung ea COM kapa sesebelisoa sa tty pele se benya.

Na Highleap e ka solder likarolo tsa QFN/BGA le ho kenya firmware ea ka?

E. Highleap e etsa pontsho e nyane le kopano ya BGA ka tlhahlobo ya reflow le X-ray, e fumana dikarolo tsa nnete, mme e ka hlophisa diboto le ho etsa diteko tse sebetsang e le hore diyuniti di romele di sebetse.