Виробництво друкованих плат гарнітури змішаної реальності для систем наскрізного відео та просторових обчислень

Друкована плата гарнітури змішаної реальності повинна одночасно обробляти реальний світ та синтетичну графіку. Автономні гарнітури MR зазвичай поєднують високопродуктивний процесор XR, пам'ять та сховище LPDDR, кілька камер відстеження та наскрізного пропускання кольору, IMU, додаткове зондування глибини, відстеження очей, дисплеї високої роздільної здатності, просторовий звук, Wi-Fi/Bluetooth та значну батарею. Обробка сигналу від камери до дисплея з низькою затримкою робить плату щільною високошвидкісною обчислювальною платформою, а не простим носимим дисплеєм.

Компанія Highleap Electronics виробляє материнські плати змішаної реальності, вузли камер/гнучких елементів та відповідні друковані плати, розроблені за замовленнями клієнтів. Завданням виробництва є збереження цілісності каналів камери/дисплея, маршрутизації пам'яті, теплових інтерфейсів, синхронізації датчиків та оптичного/механічного вирівнювання під час повторних збірок. Прикладне програмне забезпечення, точність просторового відображення, безпека користувача та остаточна відповідність гарнітури вимогам залишаються під повною валідацією продукту виробником оригінального обладнання (OEM).

Архітектури та конфігурації продуктів гарнітур змішаної реальності

Апаратне забезпечення змішаної реальності може бути побудовано в кількох формах, а архітектура плати повинна відповідати запланованій стратегії обчислень та передачі даних.

• Автономна МРТ-гарнітура: Інтегрує XR SoC, пам'ять, сховище, камери, дисплеї, бездротовий зв'язок та акумулятор всередині гарнітури.
• Гарнітура просторових обчислень для підприємств: Додає камери з вищою роздільною здатністю, датчики глибини, відстеження погляду, безпечне підключення або модульні аксесуари для навчання, візуалізації та робочих процесів.
• ПК-асистентна МРТ-гарнітура: Зменшує обсяг локальних обчислень, але збільшує вимоги до високошвидкісного підключення, відображення та інтерфейсу відстеження.
• Гарнітура для розробки/опорного зображення МРТ: Може розкривати інтерфейси камери, датчика та налагодження, які були б видалені або об'єднані у виробничому проекті.
• MR-гарнітура зі спеціальним відстеженням очей/обличчя: Додає додаткове ближнє інфрачервоне освітлення, камери та синхронізацію, збільшуючи локальну складність термообробки та гнучкості.
• Суміжні системи: Гарнітури доповненої реальності (AR) та віртуальної реальності (VR) мають багато спільних процесорів та сенсорів, але MR визначається низькою затримкою передачі реального світу та просторовим змішуванням, а не лише оптичною прозорістю чи повністю віртуальним відображенням.

Чому кількість камер є проблемою виробництва у змішаній реальності?

Кожна додаткова камера додає високошвидкісні смуги, послідовність живлення, тактові генератори, гнучкі роз'єми, дані калібрування та механічні опорні точки. Виробництво повинно точно зберігати модуль та припущення щодо розміщення, що використовуються програмним забезпеченням для відстеження та передачі даних.

Процесор XR, пам'ять LPDDR та високошвидкісна архітектура плати

Сучасні MR-платформи можуть підтримувати дисплеї високої роздільної здатності та багато одночасних камер, що створює постійне навантаження на процесор, пам'ять LPDDR, сховище та джерело живлення. Материнська плата повинна бути розроблена як високошвидкісна обчислювальна платформа з контрольованим нарощуванням ресурсів.

• Вихід процесора: Часто керують однокристальними системами BGA XR з дрібним кроком HDI PCB вимоги до перехідних отворів у майданчику, мікроперехідних отворів та щільного розподілу живлення.
• ЛПДДР: Маршрутизація пам'яті потребує щільної топології, безперервності опорної площини та контролю синхронізації, що відповідає високошвидкісний дизайн друкованих плат.
• зберігання: UFS/eMMC та завантажувальна флеш-пам'ять повинні залишатися під контролем BOM/версій програмного забезпечення, оскільки образи прошивки та продуктивність можуть залежати від сімейства пристроїв.
• Високошвидкісне стекування: Канали камери, дисплея та пам'яті повинні використовувати вивільнений високошвидкісне складання друкованих плат з імпедансними мішенями, збереженими під час виготовлення.
• Цілісність живлення: Робочі навантаження графічного процесора/штучного інтелекту/камери створюють швидкі зміни струму; розв'язку, розміщення PMIC та розподіл міді слід перевіряти під повним навантаженням пропускання/рендерингу.

Наскрізні камери, датчики глибини та візуально-інерційне відстеження

Якість МРТ залежить від взаємозв'язку між фізичними камерами та інерційним модулем (IMU). Камери з кольоровим пропусканням потребують шляхів передачі даних з низькою затримкою, тоді як камери відстеження та модулі глибини потребують узгодженого розміщення та синхронізації.

• Кольорові камери: Модулі пропускання високої роздільної здатності можуть використовувати виробництво друкованих плат камери та методи контрольованого гнучкого складання.
• Камери стеження: Навколо корпусу гарнітури можна розмістити монохромні камери з широким полем зору; слід перевірити дані роз'єму та об'єктива механічно.
• Зчитування глибини: Стерео, ToF або структурована архітектура світла змінюють потужність, випромінювачі та вимоги до калібрування.
• Гнучкий кут нахилу камери: Кілька камер часто підключаються через камера FPC збірки, які повинні зберігати радіус вигину та орієнтацію роз'єму.
• Злиття датчиків: Синхронізацію IMU та камери слід розглядати як вимогу синхронізації, а не лише як програмну функцію.

Чи можна вільно замінювати модулі камери, якщо роз'єм однаковий?

Ні. Розмір сенсора, геометрія об'єктива, поведінка рухомого/глобального затвора, характеристики тактової частоти та калібрування можуть впливати на відстеження та пропускання. Модулі камери зазвичай повинні бути керованими MPN, якщо виробник оригінального обладнання не кваліфікує заміну.

Електроніка дисплеїв, відстеження погляду та оптичного інтерфейсу

Підсистема відображення повинна підтримувати рендеринг з низькою затримкою, одночасно використовуючи область плати разом з камерами відстеження погляду, датчиками наближення та аудіообладнанням поблизу обличчя.

• Дисплеї високої роздільної здатності: Подвійні мікро-OLED/РК або інші панелі потребують високошвидкісного передавання даних, синхронізованого живлення та точної орієнтації FPC. Highleap може підтримувати випущені друкована плата дисплея Інтерфейс
• Відстеження погляду: Світлодіоди ближнього інфрачервоного діапазону та очні камери вимагають синхронізованого керування/захоплення та ретельного теплового розміщення поблизу лінзового вузла.
• Дата об'єктива/друкованої плати: Плати дисплеїв та очно-камер повинні використовувати механічні опорні точки, підключені до оптичного стеку.
• Датчик наближення/присутності: Розпізнавання носіння гарнітури може контролювати режим сну/неспання та відображати стани безпеки.
• Гнучке з'єднання: Вигнуті оптичні гілки можна використовувати гнучка друкована плата або жорстко-гнучкий для зменшення об'єму кабелю.

Бездротовий зв'язок, аудіо, батарея та термоконструкція за повного навантаження MR

Автономна гарнітура змішаної реальності може одночасно підтримувати захоплення камери, рендеринг, бездротовий трафік та аудіо. Тому розрахунки живлення та охолодження необхідно перевіряти на реальних робочих навантаженнях, а не під час завантаження чи простою.

• Wi-Fi: Для потокового передавання та хмарного підключення може використовуватися високошвидкісний Wi-Fi; антенна система повинна співіснувати з кількома камерами та головою користувача.
• Bluetooth: Контролери та аксесуари можуть використовувати випущений Друкована плата Bluetooth архітектура.
• Просторовий звук: Підсилювачі динаміків, мікрофони та функції кодека/DSP повинні залишатися ізольованими від шумних комутаційних силових секцій.
• Управління акумулятором: Захист, вимірювання рівня палива та контроль заряду можуть бути наступними друкована плата керування батареєю принципи для вибраного пакету клітин.
• Термічне поширення: Тепло, що надходить від SoC, пам'яті, PMIC та Wi-Fi, слід відводити від поверхні та оптики за допомогою Методи терморегуляції друкованих плат і вивільнений механічний тепловий шлях.

Дані калібрування, сполучення модуля камери та конфігурація на рівні гарнітури

Апаратне забезпечення змішаної реальності надзвичайно залежить від даних калібрування. Механічно справна плата все одно може створювати погану передачу сигналу або погане відстеження, якщо завантажено неправильні параметри камери, ідентифікатор модуля або конфігурацію гарнітури.

• Внутрішні/зовнішні характеристики камери: Значення калібрування виробника оригінального обладнання (OEM) можуть залишатися прив'язаними до певного модуля камери або зібраної гарнітури.
• Заміна модуля: Заміна камери, модуля глибини або дисплея під час переробки може призвести до необхідності повторного калібрування.
• Послідовне відображення: Серійні номери материнської плати, камери, дисплея та гарнітури слід зіставити відповідно до бази даних виробництва виробника оригінального обладнання (OEM).
• Конфігурація прошивки: Орієнтація камери, модель об'єктива та таблиці синхронізації датчика повинні точно відповідати механічній версії.
• Межа заводу: Highleap може зберігати ідентифікатори та виконувати визначені клієнтом кроки калібрування-завантаження, тоді як модель калібрування та пороги прийнятності залишаються під контролем виробника оригінального обладнання (OEM).

Збірка друкованої плати MR-гарнітури, перевірка BGA та контроль модулів

Материнські плати змішаної реальності поєднують великі BGA з дуже тонкими пасивними мережами, багатьма роз'ємами FPC та керованими оптичними модулями. Виробництво перших виробів має перевірити як якість паяння, так і механічні взаємозв'язки.

• Збірка BGA: Highleap може забезпечити Збірка друкованої плати BGA для XR SoC, пам'яті та пристроїв з високою щільністю живлення.
• Джерело компонентів: Процесор, пам'ять, камери, модулі дисплея та радіочастотні пристрої повинні відповідати вимогам, затвердженим замовником. джерело компонентів контролю.
• AOI: Зона інтересів (AOI) у друкованій платі (PCBA) може перевірити роз'єми FPC, пасивні компоненти та орієнтацію, перш ніж екрани та оптичні елементи обмежать доступ.
• рентгенівський знімок: Рентгенологічне обстеження може оцінити приховані з'єднання BGA/LGA, де це необхідно.
• Відстежуваність модулів: Серійні/калібрувальні дані камери та дисплея можуть залишатися пов'язаними із серійним номером зібраної гарнітури або плати.

Пакет функціональних випробувань та запитів цінових пропозицій для виробництва друкованих плат гарнітури змішаної реальності

Завод повинен перевірити інтерфейси плати та модуля перед остаточним просторовим калібруванням та валідацією програмного забезпечення виробником оригінального обладнання. Корисний виробничий тест перевіряє високоризикові апаратні шляхи без спроб відтворити повне застосування MR.

• Завантаження/пам'ять: Перевірте образ прошивки, стан пам'яті та сховища.
• Група камер: Переконайтеся, що кожна камера проходження/відстеження перераховує та створює очікуване зображення/тестові дані.
• дисплей: Перевірте вивід зображення ліворуч/праворуч та базову синхронізацію.
• IMU/відстеження погляду: Перевірте зв'язок датчиків, освітлення в ближньому інфрачервоному діапазоні та затверджений режим захоплення в тестовому режимі, де це включено.
• Бездротовий зв'язок/аудіо: Підтвердьте підключення контролера, Wi-Fi/Bluetooth та шляхи підключення мікрофона/динаміка.
• Струм повного навантаження/тепловий: Використовуйте стан напруження, визначений виробником оригінального обладнання, для виявлення проблем з рейкою або охолодженням.
• FCT: Highleap може реалізувати функціональне тестування з журналами та серійним відстеженням.