S3C6410 & Windows CE6

 ▲ 자작메인보드. 코어를 구입하고 필요한 주변칩을 추가하였다. 윈도우즈 CE6 포팅. 개발시간 단축과 개발코스트, 협업, 표준으로 접근등에서  플랫폼 채용 만큼  손쉬운 방법은 없을 것이다.  플랫폼에 의존 할 것이냐, 독단적인 도구체계로 갈것이냐 이는 엔지니어들이 적어도 한번 정도 거치는 고민이다. 형식에 불과하나 그러나 매우 유용한 힘을 가진 플랫폼에 올라타기 까지는 상당한 시간이 소요된다. 그래서 대개는 (특별한 계기가 없는한) 이것에 시간을 들이려 하지 않는다. 하지만 이젠 커스터머들은 플랫폼이외의 개발 환경에는 관심이 없다. 

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메인보드는 150x110mm의 작은 사이즈이다. 전원은 단일 전원이다. 12V를 공급하면 LCD포함하여 채 1A도 흐르지 않는다. LCD포트는 LVDS (18 ot 24)와 RGB18인 TTL방식을 지원한다. LVDS포머로 TI 제품을 사용하였다. 해상도는 1024x768까지 무리없이 잘 돌아간다. 4"~15"의 다양한 크기와 해상도의 LCD와 연결이 가능하도록 하였다. 다양한 BLU를 위한 포트와 함께.

터치콘트롤러는 저항박막식 4Wire 터치 판넬을 연결 할 수 있다.  USB포트를 통해 정전식등의 다양한 터치판넬을 연결 할 수 있다. 터치판넬이 구동되려면 터치 컨트롤러의 제작사가 제공하는 드라이버를 OS내에 이식해야 한다.

USB(1.1)은  3포트이며, 2.0 OTG 1포트를 지원한다. 코넥터는 USB-A형으로 용도에 따라 스트레이형과 RightAngle형 코넥터를 선택적으로 붙일 수 있도록 하였다. Ethernet은 100Mbps로 RJ-45로 연결된다. S3C6410은 본래 4개의 시리얼포트가 있지만 두 개를 추가하여 시리얼 포트는 모두 6포트이다.

Audio는 WM9713L이며 QFN48핀 칩이다. 이 칩은 울프슨M.E의 한국대리점인 이스텔(EASTEL)에서 샘플로 얻었다. 친절한 회사이다. 이 패키지는 릴당 2200개며 이스텔을 통해서는 릴단위로 구입 할 수 있다. 이 패키지는 7x7에 0.5mm 피치의 리드가 붙어있다.  Audio In/Out 가능하다. 패드를 작게 만들었으므로 샘플 단계에서 손으로 땜하는데 상당히 애를 먹었다. 리드는 측면보다 밑면으로 패드가 넓게 나있다. SMT 공정을 무사히 넘기려면 Footprint는 밑면 패드를 충분히 뒤 덮을 수 있도록 넓게 해야 한다. 

또 수납땜은 패드의 측면으로 가능하다. 수납땜을 용이하게 하고 과열등, 실수로 패턴이 망가지지 않게하려면 패턴의 사이즈를 길게 키우는게 유리하다.  칩 중앙에 5x5인  그라운드 패들은 설비에 의한 납땜 중에 부품의 정위치 안착에 도움이 되게 하기 위해 패들사이즈와 동일하게 패드 패턴을 만든다. 패드 사이즈를 동일하게 하면 납의 표면장력이 작용하여 의해 제자리를 이탈하지 않게 된다.

▼ WM9713L 오디오칩. QFN48핀이다. 피치0.5

 

SD카드는 SDHC 사이즈를 지원하지만 쓰는 속도는 약 1MB/s로 느리다. 작은 크기의 uSD를 사용하였다.

SD카드 코넥터는 용도에 따라 사용 할 수 있도록 Push형과 Normal형을 선택하여 장착 할 수 있도록 2가지 패턴으로 제작되었다. 이 코넥터의 밴더는 사용 빈도나 조립방법에 따라 신중히 결정해야 한다. SMT조립에서 발생하는 트러블에 주의해야 한다. 가령 리플러워 과정에서 생성물이 부품의 전기적 접촉부위를 오염시킬 수 있으므로 조립업체 선정에 주의해야 한다. SMT는 정상적이었으나 수삽 라인의 작업자가 페이스트나 세척액을 잘못 사용하여 소켓을 오염시킬 수도 있으니 작업자가 이를 알고 있는지 사전에 확인 할 필요가 있다.  SD카드와 uSD카드의 CD(Card detect)단자의 동작 형태를 관찰하고 bsp의 해당부분을 이에 맞도록 수정하는 것도 잊지 말아야 한다.

코넥터 내부에서 지속적인 탄성 품질을 유지 해야 하는 콘텍(핀)이나 스프링은 Reflow공정에서 (본래 지닌) 물리적 특성을 잃을 수 있으므로 신뢰 할 만한 제품을 선택해야 한다. 또 양호한 품질의 제품이라 할지라도 조립공정에서 적절한 온도와 시간에 노출되지 못한다면 리더는 몇번 안가 망가지고 말것이다. 특히 핫플레이트로 인간의 감각에 의존하여 땜하는 경우 대단히 조심해야 한다.  FFC/FPC 코넥터의 솔더링에서도 마찬가지다.

리더에 홀이 뚫려있어 고온의 열풍이 들어가거나 설령 홀이 없더라도 얇은 리더의 얇은 커버등이 고온에 노출되게 되면 접점을 유지하는 핀은 탄성을 잃는 쪽으로 작용하게 될 것이므로 열풍을 차단하거나 단열하는 캡톤 테잎을 사용하는 것도 바람직하다. 사실 간단해 보이지만 실상 까다로운 것들, 가령 소켓이나 코넥터의 조립들은 애초부터 쉽지 않은 부품들이다. 이들은 조립단계부터 모를 리웍과정까지 세척이나 여타의 잔여물등이 오염되지 못하도록 하는 일은 대단히 중요하다.

메뉴얼에 따르면 커머셜 s3c6410의 사용온도는 -25~85도이다. 물론 보관온도나 인터스트리얼 타입의 사양은 더 광범위하다. 운전중 기판 전체의 설계 온도사양은 -20~70도였다. 이를 확인하기 위해 세트 완성품을 75도 고온챔버에 넣어 48시간을 시험하였다. 사용된 디스플레이 모델은 이 온도에서 흑화현상이 발생하지 않는다.  저온 챔버에서는 시험하지 못하였으나 영하 10도의 외기에 밤새도록 노출된 상태에서 이른 새벽 전원을 넣었는데 이상없이 동작하였다. 서멀쇼크 테스트는 고온에서 전원을 켠채 온도를 높혀 시험하지만, 저온에서는 전원이 꺼진상태로 방치된 후 전원을 인가하여 동작 유무를 확인하게 된다. 

FPD디스플레이 포트는 LVDS(RGB18)와 TTL Parallel(RGB24)가 마련되있다. 15" 10" 8" 4"의 LCD를 1024x768, 640x480, 320x240등으로 사용 할 수 있다. 

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윈도우즈 CE6를 포팅하였다. 라이선스 fee는 카피당 3$~4$. CE5가 EVC에서 MFC API함수를 제한적으로 사용 할 수 있었던것에 비하여 VS2005와 CE6의 조합에서는 좀 더 확장되어 있다.

BSP를 수정하고, 디바이스 드라이버를 적절히 수정하고, 지원되지 않는 드라이버는 제작하거나 칩제조사로 부터 얻은 뒤 추가해야 하는데 이 모든 튜닝작업은 만만치가 않다. 10.4' 1024x768 LCD를 붙였다.

 

▼ 윈도우즈 CE6 포팅.

 

▼ 파워는 12V 1A의 것으로써 충분하다. LCD(400cd)와 메인보드에 전원을 공급한다.