電子工作メモ（回路切替器？）

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

Arduinoとかラズパイとかで、電子回路のソフト切替みたいなのやりたいんだけどハード分野素人すぎて何からどう考えれば良いのか…。例えばSDカードスロットて12ピン位あるじゃん？その12本の信号線のセットを電気的にごそっと繋ぎかえる複数SDカード切替器みたいな事をしたい。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz 実際にSDカードつかぎかえるの？

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw そう。実際やりたいのはSDカードじゃないんだけど例として。SDカードスロットが10個付いてて、そこから外に繋がる信号線はSDカード1枚分でどれかのスロットに繋がってるように見せれて、切替器側回路のソフトでどのSDカードスロットを見せるか選択するみたいな。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz 例えばこういうマルチプレクサっていうICがあって、選択信号によりどのピンからの信号がどのピンに出るかってのを切り替えられたりする。現実は、信号のクロックとか考慮しないといけない。10MHz以下ならともかく、越えてくると配線長や配線による信号の反射などの影響が出てくる

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz marutsu.co.jp/pc/i/256466/

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw おーなるほど。自分で回路考えるんじゃなくてそういうことをする部品がある感じなのね！

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz 実際にSDカードスロット10枚させる基板つくろうと、わからんけど、FPGAを載せてSDカードスロットを配線した基板を作った上で信号が乱れてないかとか調べながら進めるぐらいの覚悟がないとうまくいかない気がする。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz 中を通る信号が10MHz以下だったらこういうので手作りもできなくはないと思う

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw 別に手作りしたいわけじゃなくそういう装置を実現したいだけだから今はロジックには余り興味が無い。とりあえず幾つかキーワード分かったのでもう少し調べたり試してみる。もう何がわからないのかすらわからないレベル(lsとかmvの存在知らないレベル)なので凄い助かったｗ

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw 電子回路の入門本とかいくつか見ても、まずはLEDチカチカとデジタル液晶表示してみよう的なのばっかでその先がイメージ付かなかったんだよな(^^;

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz ならよかったです。信号の種類によっては出来合いのLSIが適用できたりもする。たとえば HDMI 切り替え機にはいっているような LSI の例。 analog.com/jp/products/au… 今時の高速インターフェイスはこういうLSI使わないと相当厳しいね

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw なるほど。そして裏では「FPGAとは」とか「LSI」とはからググっている自分(^^;　何となくイメージついてきた。気がする。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz FPGAは購入時まっさら、毎回ロジックを書き込んで使うタイプのLSIで、たとえばA <= B; みたく書いてあげればAの入力信号がBに出るような回路などをプログラミングの要領で組める。これでスイッチ書けなくもないね、って話ね。

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw なるなる。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz signal-process-logic.com/jp/code_book/c… がイメージに近いかな。FPGA内でほぼケリ付けられれば汎用的なロジックICより高速信号に対応しやすいけど、CPUみたいに真下にボールが出るBGAタイプだったりして、素人にはなかなかハンダできず、結局その道の技術者がいる

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw あーそうか、半田の腕もあげねばいけないのか。おいおい頑張ろう。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz SDカードでも電源やグラウンドぬいて信号線は10ぐらいだろうけど、それでも10個あると合計100ピンだからね。いわゆるムカデ足の標準ロジックIC並べて実現する規模には収まらんけど、考え方自体は最初のマルチプレクサIC野延長になると考えていいと思う。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz BGAになるとコテあてるのが不可能でマニアがホットプレートで基板熱しながら部品載せるとかそういうレベル。 youtube.com/watch?v=57Mtmj… こういう事考えてると、100ピンもいるようなものはよほどモチベーションがなければ既製品で済ませたほうがいいよｗ

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Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz ここでの既製品は「既製品をうまく組み合わせて目的を達成する」というレベルで

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw なるほど熟練とかのレベルじゃなくやり方自体変えるのか(^^;

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz たとえば私HDMI信号をFPGAでデコードしてDRAMに書き込み、4-in-1加工して画面に映す回路つくろうとしたのね。すると最大1.5GHzの信号を跳ね返りなく伝えられる基板の上に少量だと1万円近くするFPGAのせて作らないと無理っぽいなーって、試してて見えてきた

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz 仮に信号が反射しない基板設計できたとして、さっきのビデオの工程を業者にまかせると、その作業に何万円もするわけです。となると映像機メーカーが20万ぐらいでそういう機能もった機械売ってるし、私も中国のODM工場で目的の機能もった物を見つけたので諭吉並べて買った。

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz FPGA内のコード書いたり基本的なブロックデザインはソフトウェア系な素人にもできるけど、基板の設計や実装はアナログかつモノを相手にする世界だし、手元で使いたいという目的で作ろうとしても、高機能なのはなかなかチャレンジが多いね。

Yoshiaki Kawazu🐸ずん @kawaz

@hasegaw なるほど…。切替気なんて配線繋ぎかえるだけだし簡単じゃね？何でこんな高いの？業界的なボッタクリ？とか思ったことあったけどソフト分野だと想像しにくい、じゃじゃ馬馴らし的なとこが大変なのねー。ようやく理解した^_^;

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

@kawaz 私の手作業ではこれぐらいの画質が限界だったｗ twitter.com/hasegaw/status…

Takeshi HASEGAWA @hasegaw

ユニバーサル基板で適当に作ったHDMIブレークアウト基板では1GHzオーバーのデジタル信号はやはり無謀だった。 でも映ってる！！！二枚目が期待値。 pic.twitter.com/DoWJc0Ys8M

2015-12-11 17:45:10