ஸ்மார்ட்போனில் மாடுலர் வடிவமைப்பை உருவாக்குவது எப்படி
ஸ்மார்ட்போன்களில் உள்ள மாடுலர் வடிவமைப்பு என்பது, முழு போனையும் மாற்றாமல், கேமரா, பேட்டரி, டிஸ்ப்ளே, ஸ்பீக்கர் அல்லது போர்ட்கள் போன்ற தனித்தனி "மாடுல்களாக" ஒரு சாதனத்தைப் பிரிக்கும் ஒரு வடிவமைப்பு அணுகுமுறையாகும். இந்த மாடுல்களை மாற்றவோ, மேம்படுத்தவோ அல்லது பழுதுபார்க்கவோ முடியும். இந்த அணுகுமுறை கவர்ச்சிகரமானது, ஏனெனில் இது நீண்ட ஆயுட்காலம், எளிதான பராமரிப்பு மற்றும் மின்னணுக் கழிவுகளைக் குறைப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை வழங்குகிறது. இருப்பினும், ஒரு மாடுலர் வடிவமைப்பை உருவாக்குவது என்பது "கூறுகளை அகற்றக்கூடியதாக மாற்றுவது" மட்டுமல்ல; சாதனம் மெல்லியதாகவும், வலிமையாகவும், பாதுகாப்பாகவும், பயன்படுத்த வசதியாகவும் இருப்பதை உறுதிசெய்ய கவனமான பொறியியல் முடிவுகள் தேவைப்படுகின்றன. இந்தக் கட்டுரை, ஸ்மார்ட்போன்களில் ஒரு மாடுலர் வடிவமைப்பை உருவாக்குவதில் உள்ள முக்கிய படிகள் மற்றும் கொள்கைகளைப் பற்றி விவாதிக்கிறது.
-
1. மட்டுத்தன்மையின் நோக்கத்தைத் தீர்மானிக்கவும்
முதல் படி, யதார்த்தமான மட்டுத்தன்மையை நிர்ணயிப்பதாகும். இரண்டு பொதுவான அணுகுமுறைகள் உள்ளன:
1. பகுதி-கூறு (பயன்பாட்டு வடிவமைப்பு)
இந்த ஃபோன் பார்ப்பதற்கு ஒரு சாதாரண ஸ்மார்ட்ஃபோன் போலவே காட்சியளிக்கிறது, ஆனால் பேட்டரி, கேமரா, சார்ஜிங் போர்ட் அல்லது திரை போன்ற முக்கியமான பாகங்களை, தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் (அல்லது பயனர்கள் கூட) எளிய கருவிகளைக் கொண்டு எளிதாக மாற்றுவதற்கு வழிவகை செய்யப்பட்டுள்ளது.
2. முழுமையாக மாடுலர் அமைப்பு (பயனர் மாற்றிக்கொள்ளக்கூடிய மாட்யூல்கள்)
இந்த மாட்யூல்களை சிக்கலான கருவிகள் ஏதுமின்றி, பயனரே முழுமையாக அகற்றி மாற்றிக்கொள்ள முடியும் — உதாரணமாக, ஒரு கேமரா மாட்யூலை மாற்றுவது அல்லது ஒரு ஸ்பீக்கர் மாட்யூலைச் சேர்ப்பது.
முழுமையாக மாடுலர் அமைப்பு சிறந்ததாகத் தோன்றினாலும், அதற்கு விரைவாக இணைக்கும் இணைப்பான்கள், ஒரு வலுவான சட்டக அமைப்பு மற்றும் கூடுதல் இடம் தேவைப்படுவதால், அது பொதுவாக அதிக சவாலானதாக இருக்கிறது. மெல்லிய தன்மை, நீடித்து உழைக்கும் தன்மை மற்றும் பழுதுபார்ப்பதற்கான எளிமை ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு சிறந்த சமநிலையை வழங்குவதால், பல உற்பத்தியாளர்கள் இறுதியில் பகுதி-மாடுலர் அமைப்பையே தேர்வு செய்கின்றனர்.
-
2. தொகுதிகளை உருவாக்குவதற்குப் பொருத்தமான கூறுகளை வரைபடமாக்குதல்
அனைத்துக் கூறுகளும் கூறுபடுத்தலுக்கு ஏற்றவை அல்ல. பின்வருவனவற்றின் அடிப்படையில் கூறுகளைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்:
– சேதம் ஏற்படும் அதிர்வெண் (எ.கா. சார்ஜிங் போர்ட், பேட்டரி)
– மேம்படுத்தும் விருப்பம் (கேமரா, சேமிப்பகம், நெட்வொர்க் மாட்யூல்)
– வடிவமைப்பில் ஏற்படும் தாக்கம் (பெரிய திரை மாட்யூல்கள் பொதுவாக சிக்கலானவையாக இருக்கும்)
– பாதுகாப்புத் தேவைகள் (பேட்டரி மற்றும் ரேடியோவிற்கு கூடுதல் பாதுகாப்பு தேவை)
பொதுவான வேட்பாளர் தொகுதிகள்:
– பேட்டரி: தரம் குறைவது இயல்பானது என்பதால், இதைத் தேர்ந்தெடுப்பதே மிகவும் பொருத்தமானது.
– கேமரா: பெரும்பாலும் மேம்படுத்தல்களுக்கான இலக்காக உள்ளது.
– USB/சார்ஜிங் போர்டு: எளிதில் சேதமடையக்கூடியது, ஒரு சிறிய போர்டு என்பதால் எளிதில் பிரிந்துவிடும்.
– ஸ்பீக்கர்/மைக்: எளிதில் மாற்றக்கூடியது மற்றும் அதிக இடத்தை எடுத்துக்கொள்ளாது.
– திரை: பாகங்களாகப் பிரிக்கக்கூடியதாக இருக்கலாம், ஆனால் அதற்கு நல்ல சட்ட வடிவமைப்பு மற்றும் காற்றுப்புகாத் தன்மை தேவை.
-
3. உள்ளகக் கட்டமைப்பை உருவாக்குதல்: மெயின்ஃபிரேம் மற்றும் “பேக்போன்”
மாடுலர் வடிவமைப்பில், கட்டமைப்பு மற்றும் இணைப்பின் மையமாகச் செயல்படும் ஒரு "முதுகெலும்பு" உங்களுக்குத் தேவை. இது பொதுவாக பின்வருவனவற்றைக் கொண்டிருக்கும்:
– நடுச்சட்டம்: திரை மற்றும் கூறுகளைத் தாங்கும் பிரதான கட்டமைப்பாக நடுச்சட்டம் விளங்குகிறது.
– முதன்மைப் பலகை: SoC, ரேம், சேமிப்பகம், மோடம், மின் மேலாண்மை ஆகியவற்றிற்கான முதன்மைப் பலகை.
– துணைப் பலகை: மின்னேற்றி இணைப்பு, ஆன்டெனா, ஆடியோ அல்லது குறிப்பிட்ட சென்சார்களுக்கான கூடுதல் பலகை.
பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் உத்திகள்:
அடிக்கடி மாற்றப்படாத பாகங்களை (SoC, RAM) ஒரு உறுதியான மதர்போர்டில் பொருத்தவும்.
அடிக்கடி சேதமடையும் பாகங்களை, விலை மலிவான மற்றும் எளிதில் அகற்றக்கூடிய துணைப் பலகைகளில் பொருத்தவும்.
மீண்டும் பொருத்தும்போது மாட்யூல் எப்போதும் துல்லியமாக இருப்பதை உறுதிசெய்ய, அடைப்புக்குறிகளையும் “இருப்பிடக் குறிகளையும்” பயன்படுத்தவும்.
இதன் முக்கிய நோக்கம், தொலைபேசியின் கட்டமைப்பு வலிமையைப் பராமரிப்பதும், அதே நேரத்தில் அதன் பாகங்களை எளிதாக அணுகுவதற்கு வழிவகுப்பதுமாகும்.
-
4. தொகுதி இடைமுகங்களை வடிவமைத்தல்: இணைப்பிகள், பஸ்கள் மற்றும் மின்சாரம்
கூறு வடிவமைப்பின் மிகப்பெரிய சவால், கூறுகளுக்கு இடையேயான இடைமுகங்களில்தான் உள்ளது. கூறுகள் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன மற்றும் ஆற்றலைப் பெறுகின்றன என்ற கேள்விக்கு நீங்கள் பதிலளிக்க வேண்டும்.
அ) இணைப்பான்
பொதுவான விருப்பங்கள்:
– போர்டு-டு-போர்டு இணைப்பான் (மெஸ்ஸானைன்): இறுக்கமானது, வேகமானது, நிலையானது; கேமராக்கள் மற்றும் துணைப் பலகைகளுக்கு ஏற்றது.
– ஃப்ளெக்ஸ் கேபிள் (FPC) + ZIF கனெக்டர்: நெகிழ்வானது மற்றும் குறைந்த விலை கொண்டது; டிஸ்ப்ளேக்கள் மற்றும் சென்சார்களுக்கு ஏற்றது.
– போகோ பின்கள்: விரைவாகப் பொருத்தவும் அகற்றவும் கூடியவை, ஆனால் துல்லியமான வடிவமைப்பு மற்றும் தூசி/அரிப்புப் பாதுகாப்பு தேவை.
பயனரால் அடிக்கடி அகற்றக்கூடிய மாட்யூல்களுக்கு, போகோ பின்கள் அல்லது பிரத்யேக இணைப்பான்கள் எளிதானவை. இருப்பினும், டிஸ்ப்ளேக்கள் மற்றும் கேமராக்கள் போன்ற முக்கியமான மாட்யூல்களுக்கு, போர்டு-டு-போர்டு இணைப்பான்கள் பெரும்பாலும் அதிக நிலைத்தன்மை கொண்டவையாக இருக்கின்றன.
b) தகவல் தொடர்பு நெறிமுறை
கேமராக்கள் பொதுவாக MIPI CSI-ஐப் பயன்படுத்துகின்றன.
– இந்தத் திரை MIPI DSI தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துகிறது.
– சென்சார் மாட்யூல் I2C/SPI-ஐப் பயன்படுத்த முடியும்.
– ஆடியோவிற்கு அனலாக் அல்லது டிஜிட்டல் இணைப்புகளை (எ.கா. I2S) பயன்படுத்தலாம்.
குறிப்பு: மாடுலாரிட்டி அதிகரிக்கும்போது, கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மின்மறுப்பு மற்றும் குறைந்த இரைச்சல் தேவைப்படுவதால், MIPI போன்ற அதிவேக இணைப்புகளை வழிப்படுத்துவது மிகவும் சிக்கலாகிறது.
c) மின் மேலாண்மை
தொகுதி பின்வருவனவற்றைச் செய்ய வேண்டும்:
– மிகை மின்னோட்டப் பாதுகாப்பு
– ESD பாதுகாப்பு
– நிறுவப்பட்ட/அகற்றப்பட்ட தொகுதிகளைக் கண்டறியவும் (முடிந்தால், உடனடிப் பரிமாற்றத்தையும் கண்டறியவும்)
பாதுகாப்பிற்காக, பேட்டரி தொகுதிகள், தலைகீழாகப் பொருத்துவதையோ அல்லது மின்சுற்றுத் தொடர்பையோ தடுக்கும் உள்ளகப் பாதுகாப்பு (BMS) மற்றும் ஒரு பூட்டு அமைப்பைக் கொண்டிருக்க வேண்டும்.
-
5. பூட்டு அமைப்பு: திருகு, கிளிப், காந்தம் அல்லது ஸ்லைடு-லாக்
மாட்யூலை எளிதாக மாற்றவும், அதே சமயம் அது தளர்ந்துவிடாமல் இருக்கவும், சரியான பூட்டுதல் அமைப்பைத் தேர்ந்தெடுக்கவும்:
– தரமான திருகுகள்: மிகவும் வலிமையானவை மற்றும் மலிவானவை; செமி-மாடுலர் அமைப்புகளுக்குப் பொருத்தமானவை.
– பிளாஸ்டிக் கிளிப்புகள்: விரைவாகத் திறக்கக்கூடியவை, ஆனால் அடிக்கடி திறந்து மூடினால் தேய்ந்து போகலாம் அல்லது உடைந்து போகலாம்.
– ஸ்லைடு-லாக்: பயனர்களுக்கு வசதியானது, ஆனால் இதற்கு இடமும் துல்லியமான வடிவமைப்பும் தேவை.
– காந்தம் + சீரமைப்பு முள்கள்: வேகமானவை, ஆனால் விலை உயர்ந்தவை மற்றும் சரியாக வடிவமைக்கப்படாவிட்டால் உறுதித்தன்மையைக் குறைக்கும் அபாயம் உள்ளது.
பல வடிவமைப்புகள் பிரதான பாகங்களுக்குத் திருகுகளையும், பின்புற மூடிக்கு கிளிப்புகளையும் இணைக்கின்றன. உள் தொகுதிகளுக்கு, திருகுகள் மற்றும் உலோக அடைப்பான்களே இன்றும் மிகவும் பாதுகாப்பான தேர்வாக உள்ளன.
-
6. வெப்ப வடிவமைப்பு: தொகுதிகள் குளிர்வித்தலுக்கு இடையூறு விளைவிக்கக் கூடாது.
நவீன ஸ்மார்ட்போன்கள் SoC, 5G மோடம் மற்றும் வேகமான சார்ஜிங் ஆகியவற்றிலிருந்து வெப்பத்தை உருவாக்குகின்றன. ஒரு மாடுலர் வடிவமைப்பில்:
– SoC-இலிருந்து ஃபிரேம்/கிராஃபைட் தாளுக்கு வெப்பப் பாதை இருப்பதை உறுதிசெய்யவும்.
– அகற்றக்கூடிய பாகங்கள் பிரதான வெப்பத் தணிப்பானுக்கு இடையூறு விளைவிக்கக் கூடாது.
சாதனத்தைப் பிரித்த பிறகும் அதன் செயல்திறன் குறையாத வெப்பத் திண்டு அல்லது கிராஃபைட் படலத்தைப் பயன்படுத்தவும்.
கேமரா மாட்யூல் மாற்றக்கூடியதாக இருந்தால், அதை மீண்டும் பொருத்தும் போது, ஃபோகஸ் அல்லது சீரமைப்பைப் பாதிக்கக்கூடிய இயந்திர அழுத்தங்கள் மாறாது என்பதை உறுதிப்படுத்திக் கொள்ளுங்கள்.
-
7. பௌதீக உறுதித்தன்மை மற்றும் பாதுகாப்பு: தூசி, நீர் மற்றும் கீழே விழுதல் சோதனை
மாடுலாரிட்டி பெரும்பாலும் நீர் மற்றும் தூசி எதிர்ப்புத் திறனுடன் முரண்படுகிறது, ஏனெனில் இடைவெளிகள் அதிகமாக இருந்தால், அதை அடைப்பது மிகவும் கடினமாக இருக்கும். சாத்தியமான தீர்வுகள்:
பின்புற மூடி மற்றும் சட்டகம் இணையும் இடத்தில் ரப்பர் கேஸ்கெட்டைப் பயன்படுத்தவும்.
– விளிம்பு சீல் அல்லது சீலிங் ஃபோம் கொண்ட மாட்யூல் வடிவமைப்பு.
– வெளிப்புறத் திறப்புகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைக்கவும்; எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு போர்ட்டை மட்டும் வைத்து, உள்ளக மாட்யூல்களை மட்டும் மாடுலராக வைத்திருக்கவும்.
தாங்குதிறன் சோதனைக்கு, பின்வருவனவற்றைச் செய்யவும்:
– பல்வேறு கோணங்களில் இருந்து கீழே போட்டுச் சோதிக்கவும்
– முறுக்குச் சோதனை (சட்டக முறுக்குச் சோதனை)
– மீண்டும் மீண்டும் செய்யும் பொருத்துதல் சோதனை (நூற்றுக்கணக்கான முறை பிரித்து மீண்டும் பொருத்துதல்)
– தூசி மற்றும் நீர் தெறிப்புகளுக்கான உட்புகல் சோதனை
சிறப்பான மாடுலர் வடிவமைப்பு இருந்தபோதிலும், கையில் பிடிக்கும்போது ஒரு சாதாரண ஃபோனைப் போலவே உறுதியான உணர்வைத் தருகிறது.
-
8. நிலைபொருள் மற்றும் மென்பொருள்: தொகுதி கண்டறிதல் மற்றும் இணக்கத்தன்மை
மாற்றக்கூடிய தொகுதிகளுக்கு மென்பொருள் ஆதரவு தேவைப்படுகிறது:
– கணினி தொடங்கும் நேரத்தில், தொகுதிகளை (எ.கா. கேமரா வகை, சென்சார்கள்) கண்டறியும் திறன் அமைப்புக்கு இருக்க வேண்டும்.
இயக்கிகள் வன்பொருள் மாறுபாடுகளை ஆதரிக்க வேண்டும்.
மேம்படுத்தல் தொகுதி இருந்தால், கேமரா செயலியை இணக்கமாக வைத்திருக்க ஒரு வன்பொருள் சுருக்கப் பொறிமுறை தேவைப்படுகிறது.
அடையாளம் காணுதல் இதன் அடிப்படையில்:
– தொகுதியில் உள்ள சிறிய EEPROM
– மின்தடை ID
– I2C சாதன ஐடி
கூறு மாறுபாடுகள் அதிகரிக்க அதிகரிக்க, மென்பொருள் சரிபார்ப்பு மற்றும் தரச் சோதனைப் பணிகளும் அதிகரிக்கும்.
-
9. பழுதுபார்ப்பிற்கான வடிவமைப்பு: மட்டுத்தன்மையை உண்மையிலேயே பயனுள்ளதாக்குதல்
மாடுலர் வடிவமைப்பை நிஜ உலகில் பயனுள்ளதாக்க, பின்வரும் பண்புகளைக் கொண்ட சாதனங்களை உருவாக்குங்கள்:
– தரமான திருகுகளையும் (உதாரணமாக, பிலிப்ஸ்/டோர்ஸ்) குறைந்தபட்ச எண்ணிக்கையிலான திருகு வகைகளையும் பயன்படுத்தவும்.
– பேட்டரிக்காக ஒரு இழுக்கும் பட்டை உள்ளது (அதிகப்படியான பசையைத் தவிர்க்கிறது).
– அதிகப்படியான பிற கூறுகளை அகற்ற வேண்டிய அவசியம் இல்லாமல், தொகுதிக்கான அணுகலை வழங்குகிறது.
– பழுதுபார்ப்பு கையேடுகள் மற்றும் உதிரி பாகங்கள் கிடைக்கும் விவரங்களை வழங்கவும்.
பல மாடுலர் கருத்தாக்கங்கள் தோல்வியடைவதற்குக் காரணம், அதன் யோசனை மோசமானது என்பதல்ல; மாறாக, பழுதுபார்ப்புப் பணிகள் சிக்கலாக இருப்பதாலோ அல்லது மாட்யூல்களைப் பெறுவது கடினமாக இருப்பதாலோதான்.
-
10. மட்டு வடிவமைப்பு ஓட்டத்தின் எடுத்துக்காட்டு (சுருக்கமானது)
ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுக் குழுக்கள் அடிக்கடி பயன்படுத்தும் செயல்முறை இதோ:
1. முக்கியத் தொகுதிகளை (மின்கலம், கேமரா, மின்னேற்றத் துணைப் பலகை) கண்டறியவும்.
2. மையக் கட்டமைப்பாக நடுச்சட்டக வடிவமைப்பு.
3. ஒவ்வொரு தொகுதிக்குமான இணைப்பிகள் மற்றும் தொடர்புப் பாதைகளைத் தீர்மானிக்கவும்.
4. பூட்டுதல் பொறிமுறைகளையும் இயந்திரவியல் சகிப்புத்தன்மைகளையும் வடிவமைக்கவும்.
5. ஒரு EVT (பொறியியல் சரிபார்ப்புச் சோதனை) முன்மாதிரியை உருவாக்குங்கள்.
6. வெப்பம், வீழ்ச்சி மற்றும் மீண்டும் பொருத்துதல் சோதனைகளை மீண்டும் மீண்டும் செய்யவும்.
7. பல்வேறு தொகுதிக்கூறு இணைப்புகளுக்கான மென்பொருள் சரிபார்ப்பு.
8. பெருமளவு உற்பத்திக்குத் தயாராக உள்ளதா என்பதை உறுதிப்படுத்த, DVT/PVT-ஐ உள்ளிடவும்.
-
மூடுகிறது
ஒரு மாடுலர் ஸ்மார்ட்போன் வடிவமைப்பை உருவாக்குவதற்கு, நெகிழ்வுத்தன்மைக்கும் பொறியியல் சமரசத்திற்கும் இடையே ஒரு சமநிலை தேவைப்படுகிறது. மாற்றுவதற்கு உண்மையிலேயே அவசியமான மாட்யூல்களைத் தேர்ந்தெடுப்பது, ஒரு வலுவான மெயின்ஃபிரேமை உருவாக்குவது, வேகமான சிக்னலிங் மற்றும் மின்சாரத்திற்காகப் பாதுகாப்பான இணைப்பான்களை வடிவமைப்பது, மற்றும் சாதனம் நீடித்து உழைப்பதாகவும் பயன்படுத்த வசதியாகவும் இருப்பதை உறுதி செய்வது ஆகியவை இதன் வெற்றிக்கு முக்கியமாகும். மென்பொருள் ஆதரவு மற்றும் "பழுதுபார்ப்பிற்கான வடிவமைப்பு" என்ற உத்தியுடன் இணைந்தால், மாடுலாரிட்டியானது சாதனத்தின் ஆயுட்காலத்தை நீட்டிப்பதற்கும் மின்னணுக் கழிவுகளைக் குறைப்பதற்கும் ஒரு உண்மையான தீர்வாக அமையக்கூடும்.
நீங்கள் விரும்பினால், இந்தக் கட்டுரையின் இந்தப் பதிப்பை மேலும் தொழில்நுட்பம் சார்ந்ததாக (உதாரணமாக, MIPI பஸ்ஸின் விவரங்கள், இயந்திரவியல் சகிப்புத்தன்மைகள் மற்றும் இணைப்பான் தேர்வுகள் பற்றி விவாதிப்பது) அல்லது பொது வாசகர்கள் எளிதில் புரிந்துகொள்ளும் வகையில் மாற்றுவதற்கு என்னால் உதவ முடியும்.
