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製品の保証期間をしっかり確保するHALT試験 ― ゲーム機を例に

Allion Labs コロナ禍の影響により、親子関係が変化しています。親子で家にこもってテレビゲームをする娯楽が流行しており、さまざまなアミューズメントゲーム機メーカーの製品が販売され、売上は急成長しています。 しかしながら、アフターコロナ時代を迎える中、2～3年経過するとゲーム機が理由もわからずフリーズ、再起動、シャットダウンしたことがありませんか。これらの問題は、主に数年間使用したゲーム機の内部電子部品の老朽化によって引き起こされます。コンポーネントの性能が低下、放熱性能が悪化し、ゲーム機がフリーズ、誤動作をおこし、再起動、シャットダウンにいたる可能性があります。 ゲーム機本体の「過熱」に潜在的なリスク ゲーム機の内部には高速回転する電子部品（CPU、GPU、メモリなど）が使用されており、さらに画面やスピーカーなどの部品が長時間稼働するため、消費電力が比較的大きいです。その結果、ゲーム機の温度が利用時間の増加により上昇し、放熱能力を失うと、本体の熱感はより顕著になり、深刻な場合はオーバーヒートしてしまうことがあります。 高性能な3Dモバイルゲーム体験を求めるユーザーは、画質を最高レベルに調整することが多いですが、一部のゲーム機は画質を調整しなくてもプロセッサ負荷が非常に高くなることがあります。このような調整を行うと、ゲーム機への負担が増大し、温度が上昇しやすくなります。例えば、CPUやグラフィックカードに冷却用のファンが付いているパソコンを考えてみましょう。通常、ゲームをプレイしていると、高速演算時に処理チップが過熱しないようにファンが動作しますが、冷却用のファンが付いていないゲーム機は、機器の背面での放熱に頼ることがあります。しかし、スムーズで映像効果の高い状態で長時間使用すると、ゲーム機背面の温度が明らかに上昇していたり、熱く感じたりするようになり、結果として、フリーズや誤動作、再起動、シャットダウンなどの問題が発生することがあります。 高加速寿命試験（HALT）での実測 アリオンは多くのゲーム機メーカーと協力しています。長年の実測経験から、HALTテストの第一段階でも再起動や、自動シャットダウン、アプリのランダム実行などの状況が発生したことがあります。 アリオンは過去のテスト経験に基づいて、開発担当エンジニアに発生原因およびデバッグアドバイスを提供し、設計の改善や部品の交換を提案することが可能です。これを通じてゲーム機の環境ストレス耐性と信頼性を向上させます。 HALT試験の第一段階が完了した後、開発エンジニアによるデバッグを経て、高温/低温および振動の限界を見つけるためにテスト検証が行われます。第一段階のテストが完了した製品は、外部応力条件による老化促進因子の計算をもとに、第二段階のテストを行います。第二段階のテストは、製品が複合ストレス条件下で保証期間の信頼性テストに合格できるかどうかをシミュレーションすることを目的としています。 この検証方法の理論的基礎は、よく知られているアレニウス式（Arrhenius Equation）とアイリング式（Eyring Equation）です。反応の速度定数、温度の関係、そして反応速度を応用し、外部応力を積分して加速係数を計算し、信頼度を高めるためにスチューデントのt分布を利用します。スチューデントのt分布(Student’s t-distribution)は、信頼度を高めるために利用されます。この方法は、このお客様の電子製品で実証されています。 [...]

Thunderbolt音声と映像が転送失敗に陥る原因とは？

Allion Labs Thunderboltは近年高速インターフェースの代表となっており、この仕様は個人向けノートパソコン、拡張ポート、ディスプレイ、外付けハードドライブ、グラフィックスカードなどの用途で広く普及しています。このインターフェースはデータ転送だけでなく、ディスプレイとの間で音声/映像の転送も可能で、ユーザーはThunderboltを通じて高解像度の画面を楽しむことができます。しかし、高品質の音声/映像転送が重要なセールスポイントでありながら、実際に接続する際に表示に問題が発生した場合、ユーザーの評価と体験が根本的に損なわれる可能性があります。本文では、アリオンが実際に発見した状況とその解決策をご紹介します。 Thunderboltの音声と映像転送の異常 ThunderboltノートパソコンはThunderboltケーブルを使用してディスプレイに接続でき、高解像度のビデオやゲームを楽しんだり、さらにはディスプレイをハブとして使用して、他のディスプレイやストレージなどを追加で接続することもできます。 アリオンは専門のラボとして豊富なテスト経験がありますが、ノートパソコンをディスプレイに接続しても反応がなかったり、接続に成功したサウンドが聞こえてもすぐに接続が切断されてしまい、デバイスマネージャーやThunderboltコントロールセンターでディスプレイが表示されなくなり、その後、ケーブルを再度差し込んだりシステムを再起動するなど、さまざまなトラブルシューティングを行っても、結局反応しないというケースが多々ありました。  問題点の分析  アリオンの技術コンサルティングチームの分析により、問題がノートパソコンのSBU(Sideband Use)の電圧が低すぎることに起因していることが判明しました。SBUは、Thunderbolt製品間で初期接続通信に使用され、Thunderbolt製品が通信する際、SBUの電圧レベルが正しいかどうかを判断して正しい接続を確立し、デバイスが正常に動作できるようにします。したがって、一方のデバイスがもう一方のSBU電圧レベルが正しくないと検出すると、接続に失敗してデバイスは正常に動作しなくなります。 以下の図に示すように、2つのThunderbolt製品が接続される瞬間、SBUを介して通信が行われ、SBU信号の高電圧および低電圧レベルが確認されます。電圧値が高すぎたり低すぎると、デバイスの接続に失敗して使用できなくなります。  解決策  アリオンは豊富な経験と専門的な設備を備え、この問題点を解決できるよう、特定のテストフィクスチャとオシロスコープを使用し、SBU検証ソリューションを実行しました。 これにより製品の接続品質を確保し、音声/映像転送ができないことが製品出荷後に判明し、エンドカスタマーから商品を返品されるリスクを事前に回避ですることができます。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できるThunderbolt周辺製品検証コンサルタント アリオンはThunderboltの公式認証試験機関として、システム認証や互換性テストなどの分野で数十年以上の経験があり、専門的且つ経験豊富なベテランエンジニアが迅速かつ正確に問題を特定し、解決策を提供します。 [...]

「錫ウィスカ」が屋外監視カメラの故障を引き起こす原因に？

Allion Labs 科学技術の進歩に伴い、現代社会における膨大な交通の管理や治安維持といった行動管理に対応するため、屋外監視カメラを設置・徹底する必要が高まっています。鋭い観察力を持つ人なら、大都市でも小さな町でも、交差点や路地のほぼどこにでも屋外監視カメラが設置され、その数が年々増加していることに気付いていることでしょう。さらに、スマートホームの普及も相まって、家庭用ドア監視カメラも過去十年間で着実に成長しています。 公共の場所であれプライベートエリアであれ、監視カメラの消費ニーズが急速に増加する中で、当然のことながら、このパイの獲得を狙う多くのメーカーから投資が集まっています。ビジネスチャンスをつかむため、各メーカーは品質検証要件とテストスケジュールを大幅に短縮する必要があり、これに伴う潜在的なリスクとして、監視カメラの故障率が上昇する可能性があります。 一般的な品質検証に比べて、信頼性検証は比較的時間がかかるため、メーカーはビジネスチャンスを獲得しようとする中で、信頼性検証の項目や長時間の高温高湿度テストを削減・省略しがちです。これでは、錫ウィスカのチェック項目が見落され、将来的に製品の故障要因となり、メーカーは高い代償を支払うことになります。 錫ウィスカ(Tin Whiskers)とは？ ウィスカは別名「ひげ結晶」とも呼ばれ、一種の「ストレスをやわらげる」行為です。簡単に言うと、はんだの表層に有機物（酸素、硫黄、炭素など）が混入すると、錫の晶格の組成が圧縮されて内部応力が発生し、純錫の原子が放出されウィスカが形成されます。 近年では環境保護の観点から、エレクトロニクス業界では従来の鉛入りはんだが徐々に鉛フリーのはんだに置き換わり、鉛フリーはんだの錫の含有率は通常95％を超えています。しかし、錫の純度が高いほど錫ウィスカが生成されやすくなり、環境温度や湿度の違いも、錫ウィスカの成長速度に影響する重要な要素となっています。 電子機器が突然起動しなくなる可能性とは？ 錫ウィスカが長くなりすぎて2つのピンが接続されると、電気伝達障害やショートが発生し、製品が損傷する可能性があります。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる製品信頼性検証コンサルタント  ・温湿度テストを通じて、製品に錫ウィスカが形成されていないかを観察する　 アリオンは、さまざまな温湿度テスト環境を提供しています。長時間の高低温サイクルテストや高温高湿テストを行うだけで、製品がその環境に長時間さらされた結果、錫ウィスカが発生していないかを観察することができます。  ・専門的な技術力と包括的なハイエンドテスト設備  [...]