Category Archives: 技術ブログ

USB製品がワイヤレスデバイスの信号干渉を引き起こす原因に？

さまざまな通信デバイスの普及や新たな規格の導入に伴い、見えない信号による干渉問題がますます深刻化しており、関連する議論に注目が集まっています。最も一般的な無線干渉の1つであるRFI（Radio Frequency Interference）無線周波数干渉は、電磁波によって引き起こされる干渉のことで、似たような周波数の2つの電磁波が受信側で同時に受信されると、干渉が発生しやすくなります。 現在主流となっている通信周波数として、ワイヤレスネットワークの主な周波数帯域は2.4GHzと5GHz（例：BluetoothやWi-Fi）、USBの転送周波数は2.5GHzと5GHzで、これら2つの周波数は非常に近くなっています。 これら2つの周波数が近いと、使用するデバイスが異なっていても相互に干渉を引き起こし、接続や転送品質に大きな影響を与えます。例えば、Bluetoothワイヤレスマウスを使用中に、USBケーブルで接続したUSBストレージデバイスを使用して大量のデータを転送する場合、使用するUSBケーブルが認定製品でないと、ケーブル外側のシールドによるマスキングが不十分なため無線周波数干渉が発生し、Bluetoothワイヤレスマウスの操作性に影響を与える可能性があります。 以下の図はUSBケーブル製品を実際に測定した図です。10MHz〜6GHz周波数でのマスキング性能を示しており、このケーブルにFailが発生するとRFIのリスクがあることを示しています。 アリオンはUSB協会から認定されたUSBケーブルとコネクタの認証機関として、USB関連のテストで豊富な経験を積んでおり、製品のRFI干渉に対し包括的なテストを行い分析することができます。設計から検証、認証に至るまで、お客様の製品がすぐに業界のベンチマークとなるように、専門的且つ信頼性の高いコンサルティングサービスも提供します。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる検証コンサルタント アリオンは、30年以上にわたるテスト実績と経験があり、幅広い分野の専門家によるチームおよび充実したテスト環境と機器を備えるだけでなく、ユーザーシナリオにおける豊富なテスト経験をもとに、ユーザー体験の向上を支援し、より速く、より簡単、より良い高品質のサービスを提供することができます。  Faster　ー　より迅速　 アリオンは、電源から電気、構造、環境テスト装置に至るまで、充実したテスト設備を備えています。また、アリオンは、標準的なテストに加えて、お客様のご要望に合わせてカスタマイズされたテストを実施するサービスも提供しており、お客様がテストラボを探す手間を省きます。  Easier　ー　より簡単　 アリオンは豊富なプロジェクト経験を積んでおり、製品設計の相談から検証プロセスの説明、認証の実施に至るまでワンストップでサービスを提供し、製品が最短時間で認証を取得できるようサポートします。  Better　ー　より正確　 。製品の検証で問題が発生した場合、アリオンは問題の分析、デバッグサポート、さらにはソリューション提案を行い、迅速に問題を解決することができます。 [...]

コネクタの高周波特性を測定する際に見落とされがちな判断条件とは？（前編）

科学技術トレンドの観察と製品設計の課題 ハイテク時代において、今日のテクノロジー製品に影響を与えている2つの重要なトレンドがあります。1つは製品の高速化、もう1つはサイズの小型化ですが、このトレンドの下で高速、高周波、小型の製品を設計する際、多くの課題に直面します。特にコネクタ設計の分野では、高周波そのものの特性が大きな減衰と大きな干渉をもたらすため、小型の高周波コネクタの設計はさらに困難になります。 想像してみてください。マシンのエンジニアがソフトウェアシミュレーションを駆使し、苦労して実装した高周波コネクタのサンプルで、高周波特性を検証した結果最終的に不合格だったとします。エンジニアはその知らせを受けた瞬間に大変驚き、すぐにシミュレーションに問題があったのか、あるいは実装か測定に問題があったのではないかと疑問に思うことでしょう。経験豊富なエンジニアであれば、自分のシミュレーションと実装に自信を持っているため、測定部分を疑うエンジニアが多いですが、測定には多くの重要な要素があるため、必ずしも問題を特定できるとは限りません。 見落とされがちな高周波コネクタの潜在リスクを知ろう！ アリオンは、お客様の製品測定で豊富な経験を積み重ね、見落とされがちな潜在リスクを分析し総括しました。それは、PCB基板が高周波コネクタの特性に影響を及ぼす可能性があるということです。 コネクタの高周波特性を測定する場合、PCB基板を介して機器に接続する必要がありますが、PCBの特性が完全に除去されるかどうか（De-embedded）で、PCBの設計と製作の良し悪しを判断します。中でも、多くの人が見落としてしまう基本的な判断条件の1つが、2つのThru（通過）のIL（挿入損失）とRL（反射損失）の交差で、これらの交差はないほうが理想です。 したがって、コネクタ用のPCB高周波テストフィクスチャを製作する場合は、一般的なPCBレイアウト設計会社を選んで製作することがないようにしましょう。会社選びを間違えてしまうと、時間（テストフィクスチャの完成に最低4週間かかる）やお金（低価格の会社を選んでも、設備や経験が不足している）を無駄にすることになり、最初からすべてをやり直さなければなりません。 上記の潜在リスクに対し、当社が選ばれる理由 アリオンは以下の条件を備えており、問題を回避して、包括的なコンサルティングサービスを提供することができます。 1. 多くの協会が認定する試験機関として、幅広い業界の高周波コネクタ規格に精通している。 2. 設計や計測で豊富な経験がある。 3. 規格に準拠した完全な計測装置を備えている。 [...]

ストレージサーバーのパフォーマンスが低下する主な原因はファン問題なのか？

Allion Labs    クラウドサービスが普及し、ストレージのニーズは無限に クラウドストレージ、ビデオストリーミング、ソーシャルメディアプラットフォームなどのクラウドサービスプロバイダーは、この10年間世界で最も注目されている新興サービスの一つとなっています。日々増加する大量のデータに対応し、消費者の膨大な需要を満たし続けるには、当然ストレージ容量の拡大は常に向き合わなければならない課題であり、データセンターにおけるストレージサーバーのパフォーマンスが非常に重要になっています。 データ自体の属性に基づいて、データストレージはホットデータとコールドデータに大別され、異なるストレージメディアに保存されます。一般的に、ホットデータはソリッドステートディスク（SSD）に保存され、コールドデータはハードディスク（HDD）に保存されます。また、ホットデータはある一定の時間が過ぎるとコールドデータになるため、コールドデータを保存するストレージサーバーは常に拡大し続けます。 長時間の振動負荷がストレージサーバーのパフォーマンスに影響する可能性あり ハードディスクは、ディスクが回転し磁気ヘッドでデータを読み書きするという特性を利用しているため、ハードディスクを使用するストレージサーバーは振動に非常に敏感です。環境の振動が大きすぎると、データのアクセスパフォーマンスに影響を及ぼし、ひどい場合はハードディスクのヘッドやディスクに損傷を与え、ハードディスクの破損につながる可能性があります。通常、長時間の振動負荷を引き起こす潜在的な要因は、主に以下の3つです。 冷却ファンが生成するノイズ負荷 冷却ファン自体の振動負荷 ハードディスク自体の振動負荷 アリオンは2つの実験を行いました。1つはノイズがハードディスクのスループットに与える影響について、もう1つはストレージサーバーの使用シナリオをシミュレーションする際のハードディスクパフォーマンスを測定するもので、どちらの実験も、ファンがハードディスクのパフォーマンスに影響を与えることを示しています。 サーバーのキーコンポネント/デバイス品質のテストサービス サーバー上のすべての部品/デバイスは厳格な品質管理を受ける必要があり、サーバーの高スペックおよび高パフォーマンス要件を満たすために、徹底的にテストを実施しなければなりません。アリオンはIT分野に深く関わり、30年以上のテストおよび検証の経験を積み重ねており、ファンや振動に関する問題に対して、カスタマイズ可能な包括的なソリューションを提供することができます。   [...]

複数のディスプレイで同じ画面を同期に失敗？直列接続した商用HDMIディスプレイのよくある問題

Allion Labs  商用ディスプレイは、大きな会議室や宴会場での使用ニーズに合わせて、ディスプレイを直列で接続し、複数のディスプレイで同じ画面を同期表示できる機能を備えています。既存のオーディオ仕様で言えば、この機能はDisplayPortのデイジーチェーン（*1）機能に似ていますが、HDMIの仕様ではデイジーチェーン機能が定義されていないため、メーカーによってはディスプレイにHDMIリピーター（*2）機能を追加して、画面の直列接続を実現しています。しかし、商用ディスプレイは高価であることに加え、特殊な用途で使用されることが多いため、エラーは許されません。こうした用途のリスクをいかに回避するかが、メーカーにとって重要な課題となっています。 *1 デイジーチェーン（Daisy Chain）：直列接続した複数のディスプレイで同じ画面を表示したり、複数のディスプレイを1つの画面として組み合わせることができる機能。 *2 HDMIリピーター：HDMI信号の中継装置で、単体ではHDMI信号の生成や表示はできず、受信したHDMI信号を処理して出力する。 HDMI商用ディスプレイにリピーター機能が搭載されていれば、スムーズに同期できる？ アリオンはHDMI認証試験機関であり、主要なディスプレイブランドやメーカーの協業パートナーでもあります。当社はテスト経験から、このタイプのディスプレイ用途で直面する最も大きな問題は、画面を正しく表示できないことであることが分かりました。理論上、ディスプレイ内のHDMIリピーター機能は、受信した信号を上流のプレーヤー（ソース）から、別の下流のディスプレイ受信機（シンク）に送信するだけでなく、下流のディスプレイの受信能力を正確に識別する必要があり、この方法でのみ正しい対応信号を提供することができます。しかし、実際はどうでしょうか？ 下の図の例では、商用ディスプレイ自体は4Kビデオをサポートしており、上流のソースからの4K信号を受信して、その4K信号を下流に接続されたディスプレイに送信します。しかし、下流のディスプレイは最大で2Kビデオまでしかサポートしていないため、画面を表示できません。 これで簡単に問題を解決！アリオンの解決ソリューション この重大な問題について、HDMI商用ディスプレイで上述した互換性の問題を回避するために、アリオンのコンサルティングチームは、次のいずれかのソリューションを採用して問題を解決することをメーカーに提案しています。  ソリューション1  HDMI商用ディスプレイに信号変換機能を搭載し、受信した4K信号を2K信号に変換してから下流のディスプレイに送信できるようにする。 [...]

USB-C用DisplayPort変換ケーブルの経由で画面が点灯しないのはなぜ？

USB-CインターフェースはPC業界で広く使用されており、新しいシステムやモバイル周辺機器のほとんどで、このインターフェース規格が採用されています。しかし、ディスプレイのデジタルインターフェースは、依然として主にDP  (DisplayPort)インターフェースやHDMIインターフェースをサポートしているため、USB-Cアダプターやアダプターケーブルを使用してディスプレイに接続する方法が、現在最も一般的です。このタイプの製品はマーケットで最も流通している商品でもあり、ブランドや販売業者にとって、その品質が非常に重要となっています。 USB-C用DisplayPort変換ケーブルの潜在的なリスクとそのソリューション アリオンの豊富なテスト経験を基に、インターネット上に多くある消費者からのフィードバックを収集した結果、USB-CからDisplayPortに変換するケーブル製品に関する最も重要な問題は、互換性、機能性、画面の異常などに要約することができます。中でも、ユーザーが最も嫌がるのは、画面をコンピュータに接続しても画面が検出されないという問題です。この問題は、多くの場合ディスプレイやシステムに起因するものではなく、USB-C用DisplayPort変換ケーブルがDPディスプレイを点灯できないことが主な要因であり、消費者がケーブルを返品する主な原因でもあります。 ▼合わせて読みたい：たくさんのUSB Type-CからDisplayPortに変換する機器がある中でどれを選択すれば良いのか？ この重要な問題を発見したうえで、アリオンはこれに対応したテストフィクスチャーを設計しました。このテストフィクスチャーは、USB-C用DisplayPort変換ケーブルが、AuxおよびHPD信号検出メカニズム、およびHPD信号からHPD over PDへの変換の正確性を検査するもので、これにより、信号変換でDP画面が点灯しない問題を解決できるようになりました。アリオンが独自に開発したテストフィクスチャーにより、製品設計メーカーは問題を事前に発見し解決することで、製品発売後の返品リスクを減少させることができます。 Faster、Easier、Better　―　最も信頼できる検証コンサルタント アリオンは、30年以上にわたるテスト実績と経験があり、幅広い分野の専門家によるチームおよび充実したテスト環境と機器を備えるだけでなく、ユーザーシナリオにおける豊富なテスト経験をもとに、ユーザー体験の向上を支援し、より速く、より簡単、より良い高品質のサービスを提供することができます。  Faster　ー　より迅速　 アリオンは専門的なテスト技術や豊富な設備、経験を活かして、迅速で正確な検証プランを提供し、検証テスト時間を効果的に短縮し、お客様がUSBまたはDisplaypot認証を迅速に取得できるようサポートします。アリオンはUSB-IFとVESAが公式に認定したテストラボとして、お客様が認証仕様要件を迅速に合格できるようサポートするだけでなく、豊富で完璧な関連設備を幅広く保有しており、製品の互換性を保証し、お客様の製品に最適な品質管理を提供します。 開発検証戦略や計画、修正アドバイスを迅速に提案する 迅速なロゴ認証の取得を支援 [...]

大量接続したワイヤレスルーターのパフォーマンスを実測

Allion Labs ワイヤレスルーターの最も重要な指標は、速度と安定性ですが、実際これらのデータのほとんどは、単一のデバイスでのテストで得られた結果に過ぎません。ワイヤレスネットワークの発展に伴い、IoT（モノのインターネット）をサポートしている家電や、オンラインビデオストリーミング用のテレビやセットトップボックス、オンライン対戦が可能なゲーム機など、家の中にある多くのデバイスがワイヤレス接続でインターネットに接続しています。ワイヤレスルーターは多くのデバイスと接続していても、データ転送能力を維持できるのでしょうか？それとも急速に低下するのでしょうか？ この記事では、一般消費者が購入できる高性能な家庭用フラッグシップワイヤレスルーターの2製品を比較しました。どちらのルーターもWi-Fi 6（802.11ax）をサポートしており、最速を謳うフラッグシップの家庭用ルーターが、それぞれどのようなパフォーマンスを発揮するのかを見てみましょう。 このテストは、ワイヤレスルーターの最大接続数（最大で200台まで）と、異なる接続数での総データ転送能力のテスト（最大で100台まで）の2つの部分から成ります。現在市販されているワイヤレスデバイスはほとんどが2 × 2アンテナを備えているため、テスト時にはワイヤレスデバイスシミュレータを使用して、2 × 2アンテナを備える一般的なデバイスをシミュレーションします。下の図に示すように、テストの際は他の外部要因からの干渉を排除し、すべてのデバイスを隔離ボックス内に配置します。 テスト結果  ワイヤレスルーターの最大接続数  さまざまな接続数の総データ転送能力テストを行う前に、まずこれら2つのワイヤレスルーターが確立できる最大接続数でのパフォーマンスを確認しました。すべての接続が確立されたうえでPingテストを実施して、大量に接続している状況でワイヤレスルーターの遅延パフォーマンスを観察しました。ここでは50台、100台、150台、200台と4つの異なる接続数でのテストを実施しました。 まず、A社は50台のデバイスで安定した性能を示していますが、60台を超えると接続できない状況が発生し始め、100台を超えるとテストができなくなりました。一方、N社は最大で200台のデバイスに接続できました。遅延のパフォーマンスについては、どちらのルーターも100ミリ秒以内で、一般ユーザーには違いを感じさせないパフォーマンスでした。  総データ転送能力テスト  [...]

サーバー用高速ケーブルの品質を検証する方法とは？

Allion Labs  PCIe 5.0の使用環境が徐々に形になりつつある中、潜在リスクが顕在化している？ 人工知能やクラウドコンピューティングの急速な発展に伴い、高速データ転送ニーズは増加の一途を辿り、PCI Express（PCIe）はサーバー用途で最も広く使用されている転送技術になっています。特に高性能演算HPC（High Performance Computing）サーバーとAIサーバーでは、ほとんど全てにPCIe 5.0規格が導入され、双方向のデータ転送スループットは128GB/sに達し、これら2種類のサーバーが最大のパフォーマンスを発揮できるようになりました。ただし、PCIe 5.0の周波数が16GHzに達すると、PCB基板は高周波数による信号減衰が大きくなる特性があり、製造メーカーは大きな技術的課題に直面しています。信号減衰をいかに軽減して信号伝達を高速化するかは、業界全体で解決すべき喫緊の課題となっています。これに対し関連メーカーは、より多くの高周波数ケーブルを設計に取り入れてPCIeチャネルの長さを延ばし、すべての高速デバイスを1つのサーバーに統合できるようにしています。 高周波ケーブルの「こんな特性」にはリスクが潜んでいる？ 使われる高周波ケーブルの数が増えるにつれて、高周波ケーブルの品質検証がますます重要になっています。高周波ケーブルの品質に影響を与える特性には、挿入損失（Insertion Loss）、反射損失（Return Loss）、クロストーク（Crosstalk）などがあり、これらの特性が良好でなければ、以下の潜在リスクが発生してしまいます。 1. [...]

裸眼3Dディスプレイは本当に効果あり？それともバカな買い物？

Allion Labs    裸眼3Dディスプレイは、視覚的な没入感を求める人々の欲求から生まれました。デバイスを装着せずとも、まるで未来のテクノロジーに魔法をかけられたかのように、臨場感のある3D映像を楽しむことができます。2D映像よりも消費者の感覚に強烈な影響を与える3D映像は、新しいテクノロジーに対する消費者の興味と関心を容易にかき立て、ヒトとテクノロジーの間の相互作用も増加させています。   3Dディスプレイは3D映画や3D電子広告看板などが一般的な用途で、エンターテインメント、医療画像、展示会、広告マーケティングなど、幅広い用途で利用されています。また、個人的な楽しみやクリエイティブなニーズを満たすために、裸眼3Dスクリーン、裸眼3Dノートパソコン、裸眼3Dタブレットなどの製品も販売されていますが、消費者の3D立体効果に対する期待に、これらの製品は本当に応えることができているのでしょうか？そして、このタイプの製品は本当にハイテクであると言えるのでしょうか？ アリオンのビデオ・オーディオ製品コンサルタンティングチームは、ユーザーのユーザーシナリオやクレームフィードバックから、次のようによくある問題を分析しまとめました。 3D映像がスムーズに動作せず、一時的に2Dで表示されることもある アイトラッキングの精度が低く、最適な3D映像が表示されないことがある 3D処理を受けていない映画やゲームは、3Dでの表示効果が不十分である   裸眼3Dディスプレイのテスト実例紹介 現在のところ3Dディスプレイは高価な製品に属しているため、当然消費者はその使用体験を厳しく評価することになります。あるお客様は、エンドカスタマーからのクレームが相次いだため各方面に問い合わせを行い、アリオンのビデオ・オーディオ製品コンサルティングチームにも連絡をいただきました。アリオンは、エンドカスタマーからクレームが発生した原因を理解したうえで、長年のテスト経験に基づいて問題の現象と原因を分析し、すぐにお客様にフィードバックしました。   一つめの問題 [...]

ノートPCを例に、画面の明るさを検証する重要性とは？

Allion Labs コンシューマーエレクトロニクス製品の普及により、人々はスマートフォンやパソコン、タブレットなどの画面に触れる機会が増え、目への負担も日々増大していますが、研究によると、画面が明るすぎても暗すぎても、いずれも目に有害であると言われています。液晶ディスプレイ（LCD）は、現在ノートPCの画面に最もよく使用されているディスプレイですが、バックライトの明るさが高くなるにつれて、バックライトを適切な明るさに調整し、画面の視覚効果を維持することが非常に重要になり、近年では目の保護をアピールしている製品が注目されています。例えば、適切な明るさの設定や調整比率、調整精度は、どれもユーザーエクスペリエンスの重要な要素であり、端末ブランドメーカーも重視すべきポイントでもあります。 ノートPCの画面の明るさに潜むリスクと検証ソリューションを実例で紹介 ノートPCを例に挙げると、マイクロソフトのオペレーティングシステム（OS）では、バックライト明るさを100段階で、キーボード上のファンクションキーも11段階でそれぞれ調整することができます。 OSが提供する100段階のバックライト明るさ調整機能は以下の通りです。 ノートパソコンのキーボード上にある画面の明るさ調整ファンクションキーは以下の通りです。 バックライトが暗すぎると画面が見づらくなり、逆に明るすぎると眩しすぎて不快感を感じてしまいます。消費者が明るさを調整する際に、一段階の差であまりにも明るすぎたり暗すぎたりしてクレームが発生するのを防ぐために、製品出荷前に明るさの調整比率を設定する必要があります。 アリオンが実際にお受けしたテストケースをご紹介すると、ノートPCのバックライト調整はBIOSで制御でき、各段階に応じた明るさが事前に設定されており、消費者は任意の段階まで自由に調整することができます。 当社はオシロスコープを利用してPWM出力信号を測定し、照度計で画面の四隅と中央の明るさを測定して平均値を取ることで、製品が設計値に合致しているかどうかを検証しました。もし設計値に合致しない製品があれば、明るさの変化がユーザーの期待と一致しない可能性があり、早期にエラーを修正すべきであると進言しました。 300ニッツのバックライトの明るさに対応する例は以下の通りです。   Faster、Easier、Better　―　画面検証コンサルティングサービス 今回ご紹介した例では、ハードウェア設計の検証という点から始め、ユーザーシナリオに潜む問題を確認しました。アリオンはさまざまな協会の貢献者として、関連する規格の策定を支援すると同時に、協会に認定されたラボとして、お客様のニーズに応じた規格を策定し、ブランド独自のエコシステムを構築するサポートを行います。 さらに、環境信頼性やベンチマーク、競合分析、ユーザーシナリオのシミュレーションなどのテストを提供しており、アリオンの経験豊富なコンサルティングチームを通じて、お客様により迅速且つシンプル、そして優れたサービス体験を提供することで、市場での販売を促進します。 [...]

USB充電中にうっかりケーブルを足に引っ掛けてしまい 、充電ポートが壊れた経験はありませんか？

技術の進歩に伴い、ポータブルガジェット製品の種類がますます増えています。こうした製品のサイズは、現在の技術ではほぼ限界に達しているため、最近のトレンドとして、同じサイズでより多くの機能を入れ込むことを目標に開発が進められています。 初期のポータブル製品は、製品サイズが大きかったため、I/Oポートインターフェースでは比較的大きなものを使用することができました。その後、製品サイズの小型化に伴い、ノートパソコンのUSBポートがUSB Type-Aコネクター（右の画像）からUSB Type-Cコネクター（左の画像）に置き換わったように、インターフェースも小さくしなければならなくなりました。 USB Type-Aはコネクタ自体のサイズが大きく、またデータ転送速度にも限界がある一方で、USB Type-Cコネクタは小型で高速なデータ転送が可能という特性を持っているため、徐々に製品用途の主流となっています。 コネクタのサイズが小さくなることで、機械構造に変化をもたらし、インターフェースの衝撃に対する耐性も低下します。 以下、概略図で説明しましょう。USB Type-AとUSB Type-CのメスコネクタがPCB基板に固定されている場合、コネクタを基板から引き抜く最大の力をF（緑の矢印）と仮定します。メスコネクタのポートを支点として（赤い三角形）　トルク＝モーメントアーム×力　の方法で計算すると、支点の右側の同じ位置にあるワイヤーが耐えられる力が異なり、USB Type-Aの支点の右側にFの力が加わるとコネクタは外れてしまいます。しかし、USB Type-Cの場合は2/3Fの力しか耐えられず、コネクタのサイズが小さくなると外部の衝撃に対する強度も明らかに低下するため、Type-Cコネクタの固定強度には特に注意が必要です。 USB Type-Cの普及に伴い、昨今の自動車業界でも車載充電のコネクタが徐々にType-Cに切り替わっています。以下のような事態を経験したことがある方も多いのではないでしょうか。 [...]