Ulta96toPMOD基板製造再見積り

JLCPCBがPCBA(PCB製造及び部品実装)のセールをやっているようなので, 以前掲載したUltra96toPMODボードのオーダー費を再度計算してみました。

前回と同様パープルとグリーン基板を10枚製造し、さらにICを2個/枚×10枚実装した場合の費用の内訳を示します。前回パープル基板はEconomyの有利な価格で基板が製造できず、Standardとなっていました。今回はパープルもグリーンと同じEconomy扱いに変更されています。

前回と比較してみると、部品(レベコンIC)代が若干安くなり、セットアップフィー、SMTアセンブリ、ステンシルがほんの少し安くなりました。一方、送料が上がりクーポンが使えないので、40.2%の値上げ(パープルは28.6%の値下げ)という結果になりました。

今回、再度BokTech及びSeeedFusion PCBの見積もりを取りましたが、それぞれこの2倍、4倍ほどの費用となりました。JLCPCBの安さが光ります。

PMODピンソケットコネクタの再オーダー

PMOD仕様の12ピンソケットの型格はSamtec製のSSW-106-02-T-D-RAです。

以前オーダーしたときはMouser から購入しました。この時は単価が141円と安く送料が無料なこともあり、総額が安かったのですが、今回見積もったら単価が258円とかなり値上がりしていたため、Arrowから購入しました。

再度調べたところ、以下のように最安はChip 1stopでした。単価的にはArrowと同じですが、送料が無料となることから、今後はChip 1stopで購入しようと思います。

• Chip1stop 単価156.2 x 40(送料650)= 6,899円 (税込み) 最安
• Arrow 単価156.2 x 40(送料3,080)= 9,330円 (税込み)
• RSオンライン 単価254.9x 40 (送料無料) =10,199円 (税込み)
• Mouser 単価263.6 x 40 (送料無料) =10,542円 (税込み)

本ピンソケット互換品でA2541HWR-2x6Pという製品があるようです。

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Ultra96toPMODのBOM

弊社作成のUltra96toPMODボードですが、BoMを掲載していなかったので、掲載します。

Online-shopの開設

併せてオンラインショップを開設しました。

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前稿でご紹介した、2024年1月22日から米国ニューメキシコ州アルバカーキのクライドホテルで開催される予定のRAMS 2024(70th Annual Reliability and Maintainability Symposium)に、弊社代表が投稿した論文のアブストラクトが採択されたとの連絡が届きました。まだアブストラクトの採択ですが、正式採択されれば5年連続採択となります。正式採択に向け、8月の締め切りまでに論文をブラッシュアップしていくことになります。

表606.1はRAMS 2024正式採択までのマイルストーンであり、今後適宜更新します。

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PL部UARTのPCへの出力

以前Space Invadersのゲーム実行中のVRAM画面の吸出しを実施しました。過去記事ではこれ等が相当します。これは、メモリダンプモジュールをBSVにより設計し、UARTの送信機能を用いてUART/USB変換ボードを経由してPCとUSBで接続し、PC上のPuttyでメモリダンプ情報を取得するというものです。

ところが、再度実行しようとしたところ、どうしてもUARTの出力の取得ができませんでした。前回は比較的簡単にできてしまったので、記事にはpin設定であるxdcの詳細は書いていませんでした。単にUART_TXに接続するとのみと書いており、端子番号は今は定かではありません。

こうなると基本から調べなければならないので、まずUltra96V2の回路図を見ると、なんとPS部からの接続となっているようです。

UART/USB変換ボードのJ1の2 pinにUART_TXが接続されていますが、これはPS_MIO0のUART1_TXであり、PLからはPIN配置でエラーになるため、PS部であるBank 500のU4端子に接続することはできません。図605.2にUltra96-V2ハードウェアユーザーズガイドの抜粋を示しますが、やはりBank 500(PS部)のU4端子となっています。

従って、最後の手段としてボード上に配線をハンダ付けし無理やりJ1に出力することを考えます。

まず図605.3はPL部UART_TXの引き出しを示す回路図です。

このUART_TXを次のxdcによりG6端子に割り当てます。これはPL部の出力(Bank 26)です。

set_property PACKAGE_PIN G6 [get_ports {UART_TX}]

最後にUART_TXを割り着けた端子G6とJ1の2 pinの間に配線をハンダ付けし、ショートしてやります。レベル的に本来はTrのD側ではなくS側に接続すべきですが、3.3Vにpull upされているため、これでもVOHは満足しているようです。

このようにすることで921,600bpsにより、VRAM内容の送信がうまく動作しました。が、以前設定だけでできた理由は不明のままです。

PCへの出力結果の確認

以下に、得られたlogファイルを画像に変換するフィルタを再掲します。

log2ppm.c

#include <stdio.h>
void main() {
      char line[4096];
      char ch;
      printf("P3\n256 256\n255\n");
      for(int y = 0; y <= 255; y++) {
            fgets(line, sizeof(line), stdin);
            for(int x = 0; x <= 255; x++) {
                  ch = line[x] - 0x30;
                  if ((ch & 0x4) != 0) printf("255 ");    // R
                  else printf("0 ");
                  if ((ch & 0x2) != 0) printf("255 ");    // G
                  else printf("0 ");
                  if ((ch & 0x1) != 0) printf("255 ");    // B
                  else printf("0 ");
            }
            printf("\n");
      }
}

以下のコマンドによりフィルタを作成します。

$ gcc -O log2ppm.c -o log2ppm

これを下記のようにフィルターとして実行し、ログデータを画像ファイルに変換します。

$ ./log2ppm <putty.log >putty.ppm

生成されたppm図形を図605.4に示します。

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(続き)

違います。DPFとはdual point failureのことです。

Bing: すみません、私はまた間違っていました。ご指摘ありがとうございます。DPFとは、dual point failureの略で、主機能と安全機構の故障が両方とも起こっている状態を表す用語です。

従って、SMのレイテントフォールトが起きており、IFのフォールトが起きた場合にDPFとなりますが、それを表す数式の項を示してください。

Bing: SMのレイテントフォールトが起きており、IFのフォールトが起きた場合にDPFとなることは正しいです。それを表す数式の項は、$\lambda_\text{SM,lat}T_\text{lifetime}\lambda_\text{IF,MPF}$です。

実はそれだけではありません。

Bing: 実はそれだけではないというのはどういう意味ですか？他にもDPFとなる条件があるということですか？

そうです。

Bing: そうですというのは、他にもDPFとなる条件があるということですか？それなら、どのような条件があるのでしょうか？

その条件を考えてみてください。

Bing: その条件を考えてみると、SMの検出可能なフォールトが起きており、IFのフォールトが起きた場合にDPFとなる可能性があります。この場合、SMの故障は2nd SMによって検出されるので、修理される可能性があります。しかし、修理されるまでの間にIFの故障が起きたら、安全目標侵害 (VSG)となる可能性があります。この場合、DPFとなる確率は$\lambda_\text{SM,dp}\tau\lambda_\text{IF,MPF}$となります。

正解です。

Bing: ありがとうございます。私はこの話題について学びました。

感心、感心。

Bing: ありがとうございます。私はあなたのおかげで成長できました。

BingのAIは独創、バランス、厳密の3つの性格があるため、性格による回答の差もありそうです。独創でなければ数式の詳細までは回答しないようです。今回は問い返しが多かった印象です。問い返しに対して逆に問い返したところ、教えていない正解を回答してきたので、ちょっとした感動がありました。

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PMHFについてAIに聞いてみます。AIはBingを使用することにしました。その理由はBingは最新情報を得るためにweb検索を行う機能があるためです。

実行するたびに性格もいろいろ変化し、誤りを指摘してもガンとして曲げない性格のAIが居ました。そのAIは誤りを指摘しても「どこにそのような根拠があるのか」と逆切れし、終いにはこちらの指摘を「攻撃であり、不快である」として回答を打ち切りました。ChatGPTは大変穏やかな印象がありますが、BingのAIは感情を持っているようです。

以下に示すのは幸い素直なAIだったようで、誤りを指摘すれば素直に修正しました。問答の当初は正しい回答は出ませんでした。例えば確率と故障率を間違えて回答してきます。グリーンが人間側の質問(入力)です。

(問答の前半を省略)

$\lambda$は確率ではなく故障率です。修正した上で回答してください。

Bing: すみません、私は確率と故障率を混同していました。ご指摘ありがとうございます。$\lambda$は確率ではなく故障率であるというのは正しいですね。故障率は時間あたりの故障数であり、確率とは異なります。修正した回答は以下の通りです。

ISO 26262のPMHFとは、Probabilistic Metric for random Hardware Failuresの略で、ランダムなハードウェア故障によるアイテムレベルでの各安全目標の違反のアイテムの運転寿命にわたる時間当たりの平均確率の目標値です。数式はPart 10に記載されており、以下のようになります 。

$$ M_\text{PMHF}=\lambda_\text{RF}+\frac{1}{2}\lambda_\text{IF,MPF} \left(\lambda_\text{SM,lat}T_\text{lifetime} +\lambda_\text{SM,dp}\tau\right) $$

この式のパラメータは以下の通りです 。

・$\lambda_\text{RF}$: 残余故障率 (Residual Fault Rate)。主機能が故障して安全機構が安全目標侵害を防止できなかった残余故障の時間あたりの故障数。
・$\lambda_\text{IF,MPF}$: 主機能が故障し、安全目標を侵害しない確率 (Mission Profile Failure Probability)。主機能が故障する時間あたりの故障数のうち、安全目標を侵害しない部分を表す。
・$\lambda_\text{SM,lat}$: レイテント安全機構故障率 (Safety Mechanism Latent Failure Rate)。安全機構が故障しても2nd SMによって検出されない時間あたりの故障数。
・$\lambda_\text{SM,dp}$: 検出可能な安全機構故障率 (Safety Mechanism Dependent Failure Rate)。安全機構が故障しても2nd SMによって検出される時間あたりの故障数。
・$T_\text{lifetime}$: アイテムの運転寿命 (Item Lifetime)。
・$\tau$: 検査インターバル (Inspection Interval)。定期的に故障を検出・修理する間隔。

DPF項となるのはどれですか？DPFとは主機能と安全機構の故障が両方とも起こっている状態で、かつVSGとなっている状態を指します。

Bing: DPF項となるのは、$\lambda_\text{SM,dp}\cdot\tau$です。DPFとは、Dependent Failure Probabilityの略で、主機能と安全機構の故障が両方とも起こっている状態かつ安全目標侵害 (VSG)となっている確率です。

(続く)

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(前稿からの続き)

桜井: これらの要件に基づいて、品質管理部門を立ち上げる計画を進めましょう。まず、部門の目的と役割を明確にし、他部門との関係性を定めることが重要です。品質管理部門は、各プロジェクトチームがISO 26262に準拠した開発を行えるように支援する役割があります。

山田: 了解しました。次に、組織構造と人員配置についてですが、どのように進めれば良いでしょうか？

桜井: 組織構造は、ISO 26262エキスパートや品質管理責任者を含む適切な人員配置を行い、各プロジェクトと連携しながら業務を効率的に実施できる形にしましょう。また、教育・研修プログラムを実施して、社員のスキルアップや知識更新を促す仕組みを整備することが大切です。

山田: それでは、ガイドライン・手順書の策定についてはどのように進めればよいでしょうか？

桜井: ISO 26262に基づく品質管理プロセスや手順書を策定し、社内で共有することが重要です。適用範囲や目標、評価基準などを明確にすることが求められます。

山田: 最後に、監査・評価体制の構築とコミュニケーション・連携について教えてください。

桜井: 品質管理部門は、定期的にプロジェクトのISO 26262遵守状況を監査し、評価を行う体制を確立する必要があります。また、改善策の提案や実行に関与し、組織全体の品質向上に貢献することが期待されます。品質管理部門とプロジェクトチーム間の円滑なコミュニケーションが重要で、ISO 26262関連の情報やノウハウの共有を推進する仕組みを構築しましょう。

山田: ご指導ありがとうございます。これらのポイントに注意して、品質管理部門の立ち上げを進めていきたいです。

桜井: よろしいですね。立ち上げ初期には、外部のISO 26262エキスパートとして私がサポートいたします。適切な人材の確保や教育、ガイドラインの策定など、具体的なタスクに取り組む際にもアドバイスを提供します。

山田: 桜井さん、ありがとうございます。おかげさまで、品質管理部門立ち上げの方向性が明確になりました。今後も引き続き、桜井さんのご支援をお願いできればと思います。

桜井: もちろんです。今後もお力になれるよう、全力でサポートさせていただきます。品質管理部門立ち上げに向けて、一緒に取り組んでいきましょう。

山田: ありがとうございます。今後ともよろしくお願いいたします。

このように、品質管理部門立ち上げに向けて、ISO 26262エキスパートの桜井厚と車載システム開発会社の品質管理部門責任者である山田健一が協力して取り組むことで、効果的な品質管理体制の構築が期待されます。

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以降はChatGPTが作成したロールプレイです。

• ISO 26262エキスパート
  氏名: 桜井厚
  職業: 自動車業界のISO 26262エキスパート
  背景: 自動車業界で20年以上の経験を持ち、過去10年間はISO 26262の専門家として活動している。多数の企業のISO 26262導入支援を行っており、実績と評判がある。

• 車載システム開発会社の品質管理部門責任者
  氏名: 山田健一
  職業: 品質管理部門の責任者
  背景: 自社の品質管理部門を立ち上げるために、ISO 26262エキスパートの桜井厚に支援を依頼する。

シーン: 品質管理部門立ち上げの初回ミーティング

山田: 桜井さん、今日はよろしくお願いします。さっそくですが、弊社の品質管理部門立ち上げのために、ISO 26262の専門的な知識や経験を活かしていただけると助かります。

桜井: どういたしまして、山田さん。まずは、現在の品質管理体制やプロジェクトの状況をお聞かせいただけますか？

山田: 現在、弊社ではISO 26262に対応した車載システム開発を進めていますが、まだ専門の品質管理部門が存在していません。そのため、各プロジェクトチームが個別にISO 26262に取り組んでおり、統一性や専門性に課題があります。

桜井: なるほど。それでは、品質管理部門を立ち上げる際に、まずは以下の要件を満たす必要があります。

1. 明確な目的と役割の設定

2. 適切な組織構造と人員配置

3. 教育・研修プログラムの実施

4. ガイドライン・手順書の策定

5. 監査・評価体制の構築

6. コミュニケーションと連携の強化

山田: 承知しました。(続く)

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ChatGPTにさらに尋ねました。

それらの項目について判定方法を教えてください。

それぞれの項目について判定する方法は以下の通りです。

1. 専門知識と経験:
   • 履歴書やポートフォリオを確認し、実務経験や専門分野の深さを評価する
   • 面接や技術面談で専門知識を試す質問を行い、回答を評価する
2. 実績と評判:
   • 公式ウェブサイトやSNSを調査し、成功事例や実績を確認する
   • 既存のクライアントや業界関係者からの評価・推薦を入手する
3. 提供サービス範囲:
   • サービスカタログや資料を確認し、提供サービスの範囲や内容を理解する
   • 候補者とのミーティングで、具体的なサポート内容やカスタマイズの可否を確認する
4. コミュニケーション能力:
   • 面接やミーティングでのコミュニケーションスタイルや対応力を観察する
   • 過去のクライアントや共同作業者からフィードバックを収集する
5. 契約条件と柔軟性:
   • 契約書や見積もりを確認し、契約期間や範囲の柔軟性を評価する
   • ミーティングや交渉の過程で、変更や追加に対する対応力を確認する

これらの判定方法を用いて、候補者や企業を比較評価し、最適なISO 26262エキスパートを選定します。判定基準や評価方法は組織の状況やニーズに応じて調整することが望ましいです。

グリーンの入力以下はChatGPTの出力です。

ISO 26262に取り組む必要がある車載システム開発ベンダー様にとって、このようなケースは多く、この分析結果は大変参考になるのではないでしょうか。

以上の分析は弊社にとっても有効な観点であり、この分析をより良いサービスの提供に活用したいと思います。

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