Виробництво друкованих плат для гарнітур віртуальної реальності для автономних та прив'язаних систем віртуальної реальності

Друкована плата гарнітури віртуальної реальності оптимізована для повного занурення в реальність, а не для оптичного прозорого зображення. Електроніка повинна керувати дисплеями високої роздільної здатності та частоти оновлення, одночасно обробляючи відстеження голови, камери зсередини, зв'язки з контролером, аудіо та інтерфейси користувача з низькою затримкою. Автономна VR додає XR SoC, LPDDR, сховище, Wi-Fi/Bluetooth та акумулятор всередині гарнітури, тоді як конструкції, підключені до ПК, можуть зменшити локальні обчислення, але збільшити вимоги до дисплея/моделі та відстеження.

Компанія Highleap Electronics виробляє материнські плати для VR-гарнітур, гнучкі схеми для камер відстеження, плати інтерфейсу дисплеїв та відповідні друковані плати (PCBA) за індивідуальними проектами. Основна увага у виробництві зосереджена на високошвидкісній маршрутизації процесорів/пам'яті/дисплеїв, синхронізації камер, складанні HDI/BGA, розподілі тепла та повторюваному розміщенні модулів. Продуктивність перетворення руху на фотони, оптичне калібрування, програмне забезпечення для контенту та остаточна безпека гарнітури залишаються під валідацією системи виробником оригінального обладнання (OEM).

Архітектури автономних, підключених до ПК та корпоративних VR-гарнітур

VR-продукти можуть використовувати схожу оптику, але дуже різну електроніку залежно від того, де відбуваються обчислення рендерингу та відстеження.

• Автономна VR-гарнітура: Інтегрує процесор XR, пам'ять, накопичувач, камери, бездротовий зв'язок, акумулятор та аудіо для роботи без кабелів.
• Гарнітура віртуальної реальності, підключена до ПК: Отримує візуалізоване відео та живлення/дані від ПК, часто використовуючи високошвидкісний кабель, зберігаючи при цьому локальне відстеження та апаратне забезпечення для синхронізації відображення.
• Навчання підприємств HMD: Може надавати пріоритет міцним ремінцям, зручним лицьовим інтерфейсам, керуванню пристроями та повторюваному калібруванню, а не мінімальній вазі споживача.
• Гарнітура для моделювання високої роздільної здатності: Використовує вищу пропускну здатність дисплея, більший тепловий запас і часто підключення до ПК/робочої станції.
• VR-гарнітура з відстеженням очей/обличчя: Додає додаткові камери, випромінювачі та локальну обробку в ближньому інфрачервоному діапазоні.
• Гарнітура віртуальної реальності з підтримкою змішаної реальності: Додає кольорові камери та відеотракт із низькою затримкою; як тільки наскрізне передавання даних стає основним досвідом, електроніка починає сильно перетинатися з MR-платформами.

XR SoC, LPDDR та пропускна здатність дисплея на материнській платі VR

Автономна віртуальна реальність поєднує рендеринг, подібний до консолі, з обмеженням температури, яке постійно використовується на голові. Тому лінії процесора, пам'яті та дисплея є одними з найвимогливіших частин друкованої плати.

• Процесор XR: BGA-системи на кристалах з дрібним кроком зазвичай виправдовують HDI PCB для евакуації та компактного розподілу енергії.
• ЛПДДР: Топологія пам'яті повинна відповідати високошвидкісний дизайн друкованих плат та вимоги до маршрутизації постачальників.
• Посилання для відображення: Двоканальні або високошвидкісні панелі потребують низьковтратних, контрольованих високошвидкісних маршрутів та точної геометрії роз'ємів/FPC.
• Стек-ап: Пакет для виготовлення повинен зберігати перевірені високошвидкісне складання друкованих плат та імпедансні цілі.
• Цілісність живлення: Навантаження графічного процесора/процесора може швидко змінюватися; розміщення та розв'язка PMIC повинні перевірятися з урахуванням навантаження рендерингу, а не лише струму завантаження.

Чому VR-гарнітура може вийти з ладу лише за високої частоти оновлення?

Вищі показники оновлення та роздільної здатності збільшують швидкість передачі даних дисплея, навантаження на процесор та енергоспоживання. Незначна диференціальна трасування, втрата роз'єму, теплове дроселювання або провисання шини можуть залишатися прихованими в нижчих режимах.

Камери відстеження «всередині назовні», підключення IMU та контролера

VR-стеження зазвичай поєднує інерційні дані з камерами або зовнішніми системами стеження. Фізичне розміщення та синхронізація датчиків стеження такі ж важливі, як і їх електричні з'єднання.

• Камери стеження: Можна використовувати кілька ширококутних датчиків виробництво друкованих плат камери та контрольовані процеси гнучкості.
• Гнучкий кут нахилу камери: FPC камери Збірки дозволяють розміщувати датчики навколо корпусу гарнітури, тоді як материнська плата залишається біля процесора.
• IMU: Осі гіроскопа/акселерометра повинні відповідати механічній системі координат гарнітури та бути механічно ізольованими від деформації плати, де це практично можливо.
• Радіоконтролер: Bluetooth або власні канали зв'язку 2.4 ГГц повинні співіснувати з Wi-Fi та камерами відстеження без перешкод, яких можна уникнути.
• Варіанти зовнішнього відстеження: Оптичні/базові приймачі або інше обладнання для відстеження слід розглядати як окремий контрольований підвузел.

VR-дисплеї, оптика, IPD та електроніка для відстеження погляду

Дисплейні панелі розташовуються близько до лінз і часто використовують короткі гнучкі з'єднувачі. Виробництво повинно захищати оптичну чистоту, зберігаючи при цьому вирівнювання панелі та будь-який моторизований або сенсорний механізм IPD.

• Інтерфейс дисплея: Highleap може зібрати випущене друкована плата дисплея живлення та шлях передачі даних для РК-, OLED- або мікро-OLED-панелей.
• Синхронізація двох дисплеїв: Ліва та права панелі повинні використовувати контрольований таймінг та послідовність живлення.
• Зчитування/активація IPD: Вироби з механічним регулюванням можуть включати датчики Холла, енкодери або двигуни, які потребують постійного калібрування.
• Відстеження погляду: Випромінювачі та камери ближнього інфрачервоного діапазону потребують контрольованого розміщення поблизу лінз і повинні бути пов'язані з оптично-механічними даними.
• Датчик наближення: Розпізнавання обличчя/шолома може контролювати режим сну дисплея та режим пробудження системи.

Бездротове керування, аудіо, акумулятором та температурним керуванням

Автономна VR-система може працювати на стабільно високій потужності, навіть якщо її носити біля обличчя. Материнська плата та механічний розподільник тепла повинні бути розроблені як єдина система охолодження.

• Wi-Fi: Режими потокової передачі, багатокористувацький режим та режим підключення до ПК можуть створювати високу пропускну здатність радіозв'язку; розташування антени слід перевіряти з урахуванням обличчя та голови.
• Bluetooth: Аксесуари та деякі контролери можуть використовувати випущений Друкована плата Bluetooth архітектура.
• Аудіо: Гучномовці, мікрофони та кодеки слід розташувати таким чином, щоб зменшити комутаційний та радіочастотний шум.
• Батарея: Заряджання, захист акумулятора та вимірювання рівня палива можуть бути здійснені далі друкована плата керування батареєю практики.
• Термічне поширення: SoC, пам'ять, PMIC та нагрівання радіомодуля можна керувати за допомогою Методи терморегуляції друкованих плат та конструкцію теплової трубки/розподільника/вентилятора від виробника оригінального обладнання.

Збірка друкованої плати VR-гарнітури, перевірка BGA та контроль варіантів

Материнські плати віртуальної реальності можуть містити великі BGA, багато роз'ємів FPC та кілька варіантів продуктів, що мають спільну друковану плату. Системи контролю виробництва повинні запобігати невідповідності програмного забезпечення або модулів.

• Процес BGA: Highleap може забезпечити Збірка друкованої плати BGA для процесорів, пам'яті та пристроїв зберігання даних XR.
• Джерело: Процесор, модулі дисплея, камери, пам'ять та радіомодулі повинні використовувати схвалені замовником джерело компонентів правила.
• AOI: Зона інтересів (AOI) у друкованій платі (PCBA) перевіряє роз'єми та видимі компоненти перед складанням оптичних елементів.
• рентгенівський знімок: Рентгенологічне обстеження може оцінювати приховані з'єднання BGA/LGA відповідно до плану якості.
• Контроль варіантів: Розмір сховища, набір камер, кількість користувачів для відстеження очей та радіомодулі, специфічні для регіону, повинні бути пов'язані з прошивкою та серійним ідентифікатором.

Пакет функціональних випробувань та запитів цінових пропозицій для виробництва друкованих плат VR-гарнітури

Заводські випробування повинні виявити несправності плати та модуля, перш ніж гарнітура досягне остаточного оптичного калібрування або перевірки системи руху.

• Завантаження/пам'ять: Перевірте образ, оперативну пам'ять/сховище та поточну поведінку.
• Відображає: Перевірте лівий/правий вихід у режимі, визначеному виробництвом.
• Камери стеження/IMU: Переконайтеся, що кожен модуль перераховує дані та осі датчиків реагують правильно.
• Бездротові/контролери: Перевірте схвалений зв'язок контролера та функції Wi-Fi/Bluetooth.
• Аудіо: Перевірте мікрофони та динаміки.
• Стресовий стан: Запустити визначене робоче навантаження з високою частотою оновлення/рендерингу для перевірки струму та температури.
• FCT: Highleap може реалізувати функціональне тестування з журналами та серійним відстеженням.