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[1550] PCIバス増設について考える
2001/02/06(Tue) 02:04:03
ペンチアム さん (210.159.119.214)
Web: -none-
最初に断っておきますと、私には掲題の改造経験はありません。
この状態で、このまま自ら基板を試作することなく、回路図だけ作成して基板業者に発注をかけ、PCI増設ボードを完成させることは可能でしょうか? それとも、やはり一度は手作りで試作しておいた方がいいのでしょうか?

ただし、まりもさんやpowerXさん、Noggyさんそしていーとんさん(98さんの所に置いてあるもの)のホームページの内容もそれなりにわかるつもりですし、PCIバス2.1のSPECも(今手元にはないですがその気になれば)見ることができます。
また、試作に失敗した場合も120組の並列配線(まぁ一部P2P配線もありますが)が基板上に残るので、一から導線と格闘するよりはるかに楽かと。

#マニアックスの[11941]に出ていったのは間違いだったかな…

ま、回路図については経験者に手を入れてもらえば何とかなるとして、最大の問題は資金面かも。入社4年目のぺーぺーに支払われる夏ボーナス程度でなんとかなるんだろうか?


1. み〜さん 2001/02/06(Tue) 13:10:46
そ、そんな業者があるんですか??
今苦労して基板制作環境に潜り込もうとしているのに.....
(学校の)
やるとしたらどのくらいのコストがかかるんでしょうか?

手作りをした方がいいことに代わりはありませんが、作った回路図に自信があるなら最初っから発注した方がいいと思います。

両面基板なら、1枚からでも試作してくれる業者はいくつかあるよ。
3層以上だと一気に値段が上がるけど。
費用は、基板の面積と穴(スルーホール、ビアホール)の数、金メッキの有無、シルク印刷が片面/両面で変わってくる。
高周波回路になると、銅線で試作したものと基板を起こしたのでは動作が違ってくることもあるから、注意が必要。

3. ペンチアム 2001/02/06(Tue) 14:33:11
> そ、そんな業者があるんですか??
いや、これから探すのです。日本国の誇る町工場集積地帯、大田区で。(爆)
ですから、むしろコスト面ではみ〜さんの実験に期待していた所はあります。
#学校でしたか…(汗

> 作った回路図に自信があるなら
回路図という意味では、自信のあるなしというレベルではないでしょう。(要は、P2P配線するピンを間違えなければよし)むしろ、相手は町工場と仮定すると、2D CADや実体配線図のセンスの方が要りそうな…(大汗

え〜っとまず初めに、
>回路図だけ作成して基板業者に発注をかけ、
とあるのですが、
・プリント基板の配線、レジスト(基板表面に塗ってある半田のつかない緑の膜)等
 のデータを自分で作成してこのデータで作ってもらうように業者に加工を依頼。
・部品同士のつながりが書かれた回路図を自分で作成してそれ以降の作業
 (基板上の部品のレイアウト、配線〜基板加工)を業者に依頼。
の2つが考えられるのですがどちらなのでしょうか?

前者なら発注した通りの基板が出来上がるはずです。
写真製版の原理で渡した図面通にエッチング処理してくれます。
場所によっては○×というCADでデータを…と指定されるかも
お値段は要相談、見積もりを取って考えたほうがいいかも
※CADの代金は考慮していません(汗)

後者ならどうなるかな?人件費の固まりですからねぇ>CADデータの打ち込み

業者にもよりますが大量に作れば作るほど1枚あたりの単価は安くなるようです。
1枚だけ試作するのならNCスライス盤?のような機械で基板表面の銅箔を
削る機械を用意しているところもあるようです。(普通はエッチング処理で銅を溶かす)

ちょっと的外れなレスになると思いますが、両面基板を完全自作してみてはどうでしょう?
基板用CADならフリーソフトでありますし、最近は基板の半田面と部品面をつなぐ
スルーホールも自分で加工できるような器具もあります。(スルピンキットというらしい)
予算は手元にPC+レーザプリンタがあるのなら2〜3万円もあれば十分かと思います。
基板用CADはkbanあたりが有名です。
http://www.vector.co.jp/soft/win95/business/se033976.html
基板製作に必要なものはhttp://www.sunhayato.co.jp/
ほとんどここに書かれていると思います。秋葉原で探せば手に入るかと。
#さすがに3層、4層の基板は個人では作れません。

注意しておかないといけないのはすぐ上にYUさんが書かれている
>高周波回路になると、銅線で試作したものと基板を起こしたのでは動作が違ってくる
に関係することですが、「PCIは1と0のディジタル信号でやり取りしている」とはいっても
波形がなまって1と0の判断がつかなくなると「認識しない」、「一見正常でもデータが化ける」
等の問題が起こる可能性があります。
波形がなまるのはバターンの幅、長さ、VCC,GND距離等等、原因となるものがたくさんあります。
説明すると長くなるのでトラ技を2、3年分斜め読みして理解してください(ぉぃ)
33MHzとはいっても甘く見ると基板上の見えない部品で波形が乱れます。

〜追記〜
自分で基板を作る場合は基板の厚さにも注意してくださいね〜
制作する基板がマザーボードに差すPCIコネクタになると思うので。
メーカ製でもたま〜にめちゃくちゃ固い増設カードがありますから
#壊れるかと思った(汗)
〜さらに追記〜
手元にトランジスタ技術1995年4月号のp238,239があればそちらを見てもらうとして
ここに基板製作だけを業者に発注したときにかかる費用の一例が載っています。
それを見ると330mmX330mmのサイズで4枚の基板を試作した時の費用は
2層基板(両面基板)で約10万円、4層基板で約20万円となっています。
この費用は基板の面積、穴の数によって変わるので参考程度に思ってください。
(まあ、6年近く前のデータなので当てになるかどうか…)

6. BVV5 2001/02/06(Tue) 20:30:48
両面基板でよければ大田区羽田空港近くというか、セガ本社傍に1軒あります。トラ技に広告が出ていました。
多層板となると難しいです。ソーテックの親会社あたりに頼むのかなぁ?
基板はA4ぐらいまでなら、フィルム1層10満円、基板は1cm平方で20円、スルー1孔10円…つまり4層版なら40満は最低掛かるという計算です。後はその業者とどれだけネゴができるかです。

7. BVV5 2001/02/06(Tue) 20:34:57
バス形式の基板を作るときに気を付けないといけないのが、信号の同期関係です。信号線の長さを揃えることです。マザーボードで良くぐねぐねしたパターンがあるのが見られますがこれが信号線の長さを揃えて同期をとっています。エイヤーでプリント基板上の信号速度は自由空間の1/10ぐらいに低下しています。33Mのクロックで8cm以上のパターンは色々問題がでます。そういう世界です。( ・・)ゞ

8. まりも 2001/02/06(Tue) 21:57:39
>8cm以上のパターンは
いままでいじった感じでは、5cmの延長がよいところでした。それ以上はすぐハングアップ、あるいは動作してもデータ化けで…。

9. ペンチアム 2001/02/06(Tue) 22:28:49
> >8cm以上のパターンは
> いままでいじった感じでは、5cmの延長がよいところでした。
ということは、抜いちゃ駄目リプレースだと、1スロットしか増えずにMATE-X PCM除去…かな。
確かに、まりもさんの実施した腹付けだとロスが少なくてよさそうですが。

ただ、決行時期は夏ボーナスあたりですので、みなさんのご助言を元にいろいろ検討してみます。まずはトラ技3年分ですか(^^;;;;;

10. Casper-01 2001/02/06(Tue) 23:01:23
両面程度なら自前でフォトレジストを塗布したガラエポでどうにか成りますが、
流石にフリーハンドで二枚張り合わせとかは厳しいですね(-ω-;)

一応グリーンレジストとスルホールやメッキは「キット」が有りますが。
あと自分で設計する場合は下記の所とかが参考に成ると思います。
http://www1.sphere.ne.jp/i-lab/ilab/

11. まりも 2001/02/07(Wed) 01:04:41
>流石にフリーハンドで
やろうとしましたが、無理だと分かってやめました(^^;。基板作りのネックは、なんと言ってもPCIスロットに挿す部分、コネクタエッジです。これは金メッキも必要ですし、コストは掛かりそうですね。しかも、ペンチアムさんが書かれているような(というか多くの人が期待するような)「抜いチャダメ置き換え」ライザーとすると、配線の延長が大きい問題もあります。単に腹付けで増設するんなら、基板を起こすよりは、既に4層基板としてできているジャンクマザーのその部分を切り取ったほうが楽だという結論になってしまいました(いままで実践した人の多くがそうですが)。

業者に発注をかけるとのことですが、一つ問題があると思います。
それは”果たして個人相手に請け負ってくれる業者があるか?”と言うことです。
ソーテックの親会社あたりは会社規模が大きいから門前払い食らうかも。

13. まりも 2001/02/07(Wed) 06:08:09
ちゃんと前金で払えば、断わられないと思いますが…。しかし、PCI増設の場合、誰がやってもうまく行くという保証はないモノですから、大量に基板を作って共同購入というのにはなりにくいうように思います…。

14. ペンチアム 2001/02/07(Wed) 08:19:26
> 大量に基板を作って共同購入というのにはなりにくい
ちょっと狙ってました(激爆

今のところ参考にしているのが、実際に抜いちゃ駄目リプレースで作成されたいーとんさんのものが最有力ですが、これはMATE-X PCMとCバス1本が死ぬものですが、一段あげてCバス2本の所に納めるのが理想だと思っています。(確か、いーとんさんはチャレンジして失敗していたはずなのでやはり8cmの呪縛なのかもしれない)
狙いとしては無改造で1増、2カ所半田付け(or1本はGA)で2増ですね。(MATE-Rの場合)
まぁ、ここに書き込むまでは総費用50万を覚悟していたのですが、そこまですれば夢の4層基板が起こせそうということはわかりました。両面だと4分の1程度で…できるのか(汗

ところで、この写真だと6cmぐらいは行ってそう…(Noggyさんごめんなさい)
http://www2b.biglobe.ne.jp/~tajiri/pc/pci.html

15. Pico_Chan 2001/02/07(Wed) 08:22:03
>個人相手に請け負ってくれる業者
個人は大抵嫌がられますから、発注時現金支払が鉄則でしょうね。
普通、基板屋は量産を前提にしてますから、量産につながらないものは嫌がるんです。
試作専門の業者もいますから、探して頼めないこともないでしょう。

・プリント基板は畳一畳程の定尺物から切り出すので、それぐらいのサイズなら、小さくても大きくてもプリント基板代は変わりません。
・今回の製作は比較的「簡単そうな」基板ですから、おそらく家内製手工業のおねえさんがシールを貼って、アートワークを作るのでしょう。
パターン×層、レジスト、シルク印刷、穴の各アートワーク代が、設計費+人件費分かかります。
・プリント基板のカットと穴あけは、家内製手工業のおにいちゃんが電ノコとボール盤で、手作りしてくれる筈です。

回路図だけであとは全部お任せだと、ボーナスは全部飛ぶかも...

16. Delta_T 2001/02/07(Wed) 12:16:42
see http://www.morphyplanning.co.jp/main/products.html#
express PCB と言うフリーのCADソフトがあってCAD引いてそのままOrder By Internet みたいです。小さな基板だとかなり安いみたいです。部品の実装はやってくれないので自分でやることになりますが。
またPCIのエッジコネクタ部は削ってあるのでアレも自分で削るのかな?
四層基板以上だとwww.pcbpro.com とのこと。

17. いーとん 2001/02/07(Wed) 14:56:53
> 。(確か、いーとんさんはチャレンジして失敗していたはずなのでやはり8cmの呪縛なのかもしれない)
最終形態として完成してますよ(笑 ベース79MHzまでは動作しました。
抜いちゃ駄目スロット+増設2スロット=3スロット型ですけどね。
ただしこいつを図面書いて造るのは不可能(使えるコネクタが無い)だと思うので、案としてはCバス内に3スロットとし、
1.上から一段目:スレーブスロットで設計し、GNT#/REQ#端子を出しておき自力配線を可能にする。
2.上から2段目:抜いちゃ駄目スロット。
3.上から3段目:この段は音源専用とし、Mate-X PCM と排他とする。
☆オプションとして1段目の GNT#/REQ# に3段目の GNT#/REQ# をジャンパ出来る様に造っておく。

後は、PIRQ と IDSEL を変更可能な様に造っておけば Ra、Xa/W で汎用となるでしょう。

18. powerx 2001/02/07(Wed) 15:18:30
私のところのPCI増設基板も、一番下にMate-XPCM(外側の金具はとらないといけません)を使用しています。
抜いちゃ駄目用PCI、PCI*1、一番上にCバス*1という構成で使用しています。
外側につけた固定用の丸木が上下にどーんと入っているので、Cバスボードは物理的に入りませんが。
Mate-XPCMは、CDROMや本体スピーカーとのミキシングのために必要だったんで。

19. BVV5 2001/02/07(Wed) 20:11:57
>8cm以上のパターンは
これは、98バスの話ではなくとある通信制御機器での話です。G10エポキシ両面基板で0.5mmパターンを貼るとクロックを配分するのに8cm以上配線長が異なると同期回路が美味く動かなかったという話です。
これ以上クロックをあげると多層基板にして、信号線の裏をベタパターンにして、分布回路でインピーダンスを90オームから50オームに持っていって必ず終端を取らないと反射波で波形ががたがた。
さらにドライバに跳ねっ返りがあるので直列に22オームぐらいのダンパーをいれて暴れを押さえます。
100Mを超えるクロックはもう高周波の分配回路で分岐を取るのが難しくなります。
一筋書きでぐるっと回って最後はアクティブ回路でダンピングしないと動きません。RambusDRAMがあんなにややこしくてトラブっているのはある意味当然です。

20. yosh 2001/02/07(Wed) 21:24:39
うちはFSB66(標準)じゃないと動きませんでしたね
<フリーハンドプリント+配線じゃちょっと失敗だったかも...
ある部分はCバスのカゴをへし曲げて対応しましたが(滝汗

21. まりも 2001/02/08(Thu) 02:26:59
>最終形態として完成してますよ(笑 ベース79MH
いーとんさんは、私と違って、配線の仕上げがきれいですから、動いて当然かも(^^;。
>PIRQ と IDSEL を変更可能な様に造っておけば
これをどういうレイアウトにするかですね。あとは、バスマスタ線REQ#/GNT#とクロックを横から入力できるようなピンでも立てておいたほうがよいかも。

22. ペンチアム 2001/02/08(Thu) 02:42:27
構想としては、下から(PCIスロットコネクタに近い側から)#0、#1、#2とすると、バス型配線については、
・エッジから#0までは両面
・#0から#1までは表面(通常で言う部品実装側)
・#1から#2までは両面
を這わせようかと思います。バス配線の等長化は考慮しています。
で、#0から#1の間の裏面が空きますが、ここを使って#0のGNT#/REQ#端子を引っ張り出しておき、440FX直付けに備える、と(^^;
なお、#0=バスマスタ、#1=抜いちゃ駄目、#2=抜いちゃ駄目コピーで考えてます。
> PIRQ と IDSEL を変更可能な様に造っておけば
これは…どうしようかな。上で言う#0だけ考えればいいんですよね。

ちなみに皆様おわかりとは思いますが、PCIスロットコネクタは裏面(通常で言う部品実装側じゃない方)に付く予定ですよ〜(汗
#いーとんさんのように、#0だけ特殊な配線をして部品実装面に出せれば、MATE-X PCMも生かせるんですが。

23. Noggy 2001/02/08(Thu) 03:16:33
私の場合は動いたらラッキー程度で試作したものなのでやはりクロック耐性はあまり高くありません。 ただしV10という元々PCIが1本の機種でしたのであれを使っても同じバス上に接続されるデバイスが2個しかなかったのでわりと安定していました。(一応配線長はミリ単位で合わせてあります)
抜いちゃダメスロットを使ってさらに2個追加となると最大5個のデバイスがバス接続することになりますので配線長の問題より入力容量の方が問題になるかもしれませんね。

FS-BBS alpha v0.03e1 [2001/01/08]
PAST LOG #1550