JP6066674B2 - 電子回路基板およびこれを用いた情報処理装置 - Google Patents

Description

この発明は、ナビゲーション装置などの情報処理装置に用いられる電子回路基板およびこれを用いた情報処理装置に関する。

例えば、特許文献１に開示されるナビゲーション装置では、主処理ユニットと副処理ユニットとが別々の基板に実装されており、これらの処理ユニット同士を接続する接続手段を設けている。この構成において、主処理ユニットを汎用品として設計しておき、副処理ユニットを仕向け先の仕様に合わせて設計すれば、仕向け先によって全ての処理ユニットを設計変更する必要がなく、ナビゲーション装置の製造コストを低減することができる。

特開２００１−２３５３３３号公報

特許文献１に代表される従来の技術では、演算処理を行う処理回路が副処理ユニットにおいても搭載されているため、不可避的に副処理ユニットの回路規模が大きくなる。
従って、副処理ユニットの設計を変更する場合においても設計負担がかかり、製造工期の延長などによりコストアップする可能性があるという課題があった。

なお、ナビゲーション装置などの車載機器においては、車両制御装置、他の車載機器、外部通信機器（車内に持ち込んだ携帯通信端末など）との電気的な接続に必要なコネクタ類の種類、形状、数量が仕向け先の仕様によって異なる場合が多い。
また、コネクタ類を含む基板設計では、外部装置と接続するためにコネクタ類を外部に露出させる必要があるため、コネクタ類を配置する基板レイアウトの自由度は低い。
このため、コネクタ類を実装する電子回路基板では、特に、コネクタ類の仕様が異なる仕向け先への流用が困難であり、仕向け先の仕様ごとに基板設計を変更する必要がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、基板設計自体の負担を低減し、かつ複数の仕向け先の仕様に対する設計効率を向上させることができる電子回路基板およびこれを用いた情報処理装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電子回路基板は、コネクタ類を介して外部機器と電気的に接続される電子回路基板において、複数の仕向け先の仕様で共通に使用可能な性能を有した電子回路と、電子回路の全ての外部インタフェースと接続する汎用インタフェースとを備え、電子回路は、複数の仕向け先の仕様に合わせて電子部品が選択されて実行可能とされた、複数の仕様で要求される機能のうち、対象の仕様で不要とされる機能を制限し、外部インタフェースと仕向け先の仕様とに応じて設計されたコネクタ類が実装されたコネクタ基板を汎用インタフェースを介して接続することで、電子回路で実行可能な機能のうち仕向け先の仕様に応じた機能の外部インタフェースとコネクタ類とを電気的に接続したことを特徴とする。

この発明によれば、基板設計自体の負担を低減し、かつ複数の仕向け先の仕様に対する設計効率を向上させることができるという効果がある。

この発明の実施の形態１に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の概要を示す図である。 実施の形態１に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の構成を示すブロック図である。 汎用インタフェースがボードトゥボードコネクタである場合を示す図である。 汎用インタフェースがフレキシブルケーブルコネクタである場合を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の構成を示すブロック図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の概要を示す図である。図１では、情報処理装置としてナビゲーション装置を例に挙げており、実施の形態１に係る電子回路基板であるマザー基板１と、これに接続するコネクタ基板７とがナビゲーション装置を構成する要素の一部である場合を示している。
マザー基板１は、ナビゲーション装置の主要な情報処理を行う電子回路１ａが実装されたベースとなる基板であり、コネクタ基板７は、マザー基板１とは独立したコネクタ類８を実装する基板である。

マザー基板１には、例えばＣＰＵ２、メモリ部３、センサ部４およびその他の機能部５で構成された電子回路１ａが実装されている。なお、ＣＰＵ２は、ナビゲーション装置の各種機能の実行に必要な演算処理を行う中央演算装置である。メモリ部３は、ＣＰＵ２の演算処理でデータの読み書きに使用される作業領域となるメモリと、ＣＰＵ２が実行する各種プログラムおよび地図データが格納されたメモリとを含むナビゲーション装置の記憶領域全体を指す。

センサ部４は、ナビゲーション処理に使用するセンサ情報を検出するセンサ類と接続して、センサ類が検出したセンサ情報からＣＰＵ２の演算処理で使用されるデータを求める処理部である。例えば、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機が受信したＧＰＳ情報やジャイロセンサが検出したセンサ情報を入力して、現在の位置や進行方向を検出する。また、この他にもナビゲーション処理を行う上で必要な機能を実行する処理部としてその他の機能部５が設けられている。その他の機能としては、映像表示、音声入出力、通信インタフェースなどである。

また、マザー基板１には、電子回路１ａと外部通信機器９との接続に必要なコネクタ類が搭載されておらず、外部通信機器９などの外部装置と接続すべき外部インタフェースが全て汎用インタフェース（以下、Ｉ／Ｆと略す）６に接続されている。マザー基板１は、汎用Ｉ／Ｆ６を介してコネクタ基板７と接続される。コネクタ基板７には、コネクタ類８が実装されており、汎用Ｉ／Ｆ６を介して電子回路１ａの外部Ｉ／Ｆとコネクタ類８とが電気的に接続される。これにより、コネクタ類８で外部通信機器９に接続すれば、電子回路１ａの外部Ｉ／Ｆと外部通信機器９とを接続することができる。

図２は、実施の形態１に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の構成を示すブロック図であり、図１と同様に情報処理装置としてナビゲーション装置を例に挙げている。
図２において、マザー基板１に実装される電子回路１ａは、複数の仕向け先（車両メーカーなど）の仕様で共通に使用可能な性能を有している。
すなわち、複数の仕向け先の仕様のうち、ナビゲーション処理（情報処理）に最も高い処理性能を要求する仕様に合わせて電子部品を選択し、さらにナビゲーション装置に対して複数の仕向け先の仕様のいずれかで要求される機能の全てを実行可能な電子回路１ａを構成する。このように構成することで、マザー基板１について、仕向け先の仕様に応じてナビゲーション装置の機能を選択し処理性能を合わせるだけで、仕向け先の仕様に応じた設計が可能となる。
例えば、仕向け先の仕様で通信機能が不要であれば、電子回路１ａにおける通信機能を停止する設計を行い、仕向け先の仕様で表示グレードが中位程度でよい場合、当初は最高グレードになっているものを中位グレードに表示性能を制限する。
これにより、仕向け先の仕様に合わせて機能の選択や処理性能の変更を行うだけでよいので、基板設計自体の負荷を格段に軽減することができる。

また、電子回路１ａにおける全ての外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅは、汎用Ｉ／Ｆ６に接続される。外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅには、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）端子、ＧＰＳ信号入力用端子、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標；以下記載を省略する）などの近距離無線通信の入出力ポート、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）の入出力ポートなどがある。

コネクタ基板７は、電子回路１ａの外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅと仕向け先の仕様とに応じて種類、形状、数量および接続元が設計されたコネクタ類８を実装する。コネクタ類８は、コネクタ基板７に設けた汎用Ｉ／Ｆに電気的に接続しており、この汎用Ｉ／Ｆは、マザー基板１の汎用Ｉ／Ｆ６に接続される。

このようにすることで、マザー基板１については汎用品として設計し、コネクタ基板７については、汎用Ｉ／Ｆ６に接続する外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅのうち、仕向け先の仕様ごとに対応する外部Ｉ／Ｆを選択し、この仕様に応じたコネクタ類８を新規に設計することができる。これにより、仕向け先の仕様が変わったとしても、コネクタ基板７の設計を変更して置換すればよいので、複数の仕向け先の仕様に対する設計効率を格段に向上させることができる。

なお、マザー基板１において、組み合わせるコネクタ基板７によって不要になる外部Ｉ／Ｆがある場合には、最初に実装していた部品の中から不要な外部Ｉ／Ｆに関する部品を除いてもよい。この場合、マザー基板１の基板自身は変わらないが、実装される部品点数が変更されることになる。例えば、特定の外部Ｉ／Ｆの要否によって、その制御用に配置している専用ＩＣを実装するか否かを選択できる。

図３は、汎用Ｉ／Ｆがボードトゥボードコネクタ（以下、ＢｔｏＢコネクタと記載する）である場合を示す図である。図３の例では、汎用Ｉ／Ｆ６Ａとして、基板間接続用のＢｔｏＢコネクタを用いている。これにより、マザー基板１にコネクタ基板７が接続された構造体の空間占有が抑えられて、これを搭載するナビゲーション装置（情報処理装置）の小型化を図ることができる。

図４は、汎用Ｉ／Ｆがフレキシブルケーブルコネクタである場合を示す図である。図４では、汎用Ｉ／Ｆ６Ｂとしてフレキシブルケーブルコネクタを用いている。これにより、マザー基板１に接続されたコネクタ基板７を、フレキシブルケーブルが届く範囲で自由に配置することができ、これを搭載する装置の内部レイアウトの自由度を向上させることができる。

なお、上述の説明では、マザー基板１とコネクタ基板７とを１つの汎用Ｉ／Ｆ６で接続する場合を示したが、複数の汎用Ｉ／Ｆ６で接続してもよい。例えば、２つのフレキシブルケーブルで接続する構成などが考えられる。

以上のように、この実施の形態１によれば、複数の仕向け先の仕様で共通に使用可能な性能を有した電子回路１ａと、電子回路１ａの全ての外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅと接続する汎用Ｉ／Ｆ６とを備え、外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅと仕向け先の仕様とに応じて設計されたコネクタ類８を実装するコネクタ基板７を、汎用Ｉ／Ｆ６を介して接続することで、仕向け先の仕様に応じた外部Ｉ／Ｆとコネクタ類８とを電気的に接続する。このように構成することで、基板設計自体の負担を低減し、かつ複数の仕向け先の仕様に対する設計効率を向上させることができる。これは、情報処理装置の製造コストの削減にも寄与する。

また、この実施の形態１によれば、汎用Ｉ／Ｆ６Ａがボードトゥボードコネクタであるので、マザー基板１にコネクタ基板７が接続された構造体の空間占有が抑えられ、これを搭載する情報処理装置の小型化を図ることができる。

さらに、この実施の形態１によれば、汎用Ｉ／Ｆ６Ｂがフレキシブルケーブルコネクタであるので、マザー基板１に接続されたコネクタ基板７を、フレキシブルケーブルが届く範囲で自由に配置することができ、これを搭載する装置の内部レイアウトの自由度を向上させることができる。

実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の構成を示すブロック図であり、図１と同様に情報処理装置としてナビゲーション装置を例に挙げている。図５において、マザー基板１は、中継基板１０を介してコネクタ基板７に電気的に接続している。中継基板１０には、マザー基板１の汎用Ｉ／Ｆ６に接続される切り替えスイッチ１１が実装されている。なお、図５において、図２と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

切り替えスイッチ１１は、汎用Ｉ／Ｆ６に接続する外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅのうちから、仕向け先の仕様に応じた外部Ｉ／Ｆを選択する接続選択部である。例えば、仕向け先の仕様に合致しない外部Ｉ／Ｆの接続を遮断するスイッチングを行う。
このようにすることで、中継基板１０に実装された切り替えスイッチ１１によって、コネクタ基板７のコネクタ類８に接続すべき外部Ｉ／Ｆを選択することができる。これにより、コネクタ基板７の設計変更の頻度を低減することができる。従って、さらなる設計効率の向上を図ることが可能となる。

以上のように、この実施の形態２によれば、複数の仕向け先の仕様で共通に使用可能な性能を有した電子回路１ａと、電子回路１ａの全ての外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅと接続する汎用Ｉ／Ｆ６とを備え、仕向け先の仕様に応じて設計されたコネクタ類８を実装するコネクタ基板７を、切り替えスイッチ１１が実装された中継基板１０および汎用Ｉ／Ｆ６を介して接続することで、切り替えスイッチ１１が仕向け先の仕様に応じて選択した外部Ｉ／Ｆとコネクタ類８とを電気的に接続する。このように構成することで、基板設計自体の負担を低減し、かつ複数の仕向け先の仕様に対する設計効率を向上させることができる。
また、切り替えスイッチ１１によってコネクタ類８に接続すべき外部Ｉ／Ｆを選択することができるので、コネクタ基板７の設計変更の頻度を低減することができ、設計効率の向上を図ることが可能となる。

実施の形態３．
図６は、この発明の実施の形態３に係る電子回路基板を用いた情報処理装置の構成を示すブロック図であり、図１と同様に情報処理装置としてナビゲーション装置を例に挙げている。図６に示すマザー基板１Ａにおいては、電子回路１ａの外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅが、切り替えスイッチ１２を介して汎用Ｉ／Ｆ６に接続している。なお、図６において、図２と同一構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

切り替えスイッチ１２は、外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅのうちから、仕向け先の仕様に応じた外部Ｉ／Ｆを選択して汎用Ｉ／Ｆ６に接続する接続選択部である。
例えば、実施の形態２と同様に、仕向け先の仕様に合致しない外部Ｉ／Ｆの接続を遮断するスイッチングを行う。
このようにすることで、中継基板１０が不要となって部品点数を削減できる。
また、マザー基板１Ａに実装された切り替えスイッチ１２によって、コネクタ基板７のコネクタ類８に接続すべき外部Ｉ／Ｆを選択することができる。これにより、コネクタ基板７の設計変更の頻度を低減することができる。従って、さらなる設計効率の向上を図ることが可能となる。

以上のように、この実施の形態３によれば、複数の仕向け先の仕様で共通に使用可能な性能を有した電子回路１ａと、電子回路１ａの全ての外部Ｉ／Ｆ１ｂ〜１ｅのうち、仕向け先の仕様に応じた外部Ｉ／Ｆを選択する切り替えスイッチ１２と、切り替えスイッチ１２が選択した外部Ｉ／Ｆと接続する汎用Ｉ／Ｆ６とを備え、仕向け先の仕様に応じて設計されたコネクタ類８を実装するコネクタ基板７を、汎用Ｉ／Ｆ６を介して接続することで、切り替えスイッチ１２が仕向け先の仕様に応じて選択した外部Ｉ／Ｆとコネクタ類８とを電気的に接続する。このように構成することで、基板設計自体の負担を低減し、かつ複数の仕向け先の仕様に対する設計効率を向上させることができる。
また、切り替えスイッチ１２によってコネクタ類８に接続すべき外部Ｉ／Ｆを選択することができるので、コネクタ基板７の設計変更の頻度を低減することができ、設計効率の向上を図ることが可能となる。

また、この発明に係る情報処理装置は、上記実施の形態１から上記実施の形態３までのいずれかに示した電子回路基板を用いるので、基板設計負担の低減および設計効率の向上により製造コストの低減を図ることができる情報処理装置を提供できる。

なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１，１Ａ マザー基板、１ａ 電子回路、１ｂ〜１ｅ 外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）、２ ＣＰＵ、３ メモリ部、４ センサ部、５ その他の機能部、６，６Ａ，６Ｂ 汎用インタフェース（Ｉ／Ｆ）、７ コネクタ基板、８ コネクタ類、９ 外部通信機器、１０ 中継基板、１１，１２ 切り替えスイッチ。

Claims (6)

1. コネクタ類を介して外部機器と電気的に接続される電子回路基板において、
   複数の仕向け先の仕様で共通に使用可能な性能を有した電子回路と、
   前記電子回路の全ての外部インタフェースと接続する汎用インタフェースとを備え、
   前記電子回路は、複数の仕向け先の仕様に合わせて電子部品が選択されて実行可能とされた、前記複数の仕様で要求される機能のうち、対象の仕様で不要とされる機能を制限し、
   前記外部インタフェースと仕向け先の仕様とに応じて設計された前記コネクタ類が実装されたコネクタ基板を前記汎用インタフェースを介して接続することで、前記電子回路で実行可能な機能のうち前記仕向け先の仕様に応じた機能の外部インタフェースと前記コネクタ類とを電気的に接続したことを特徴とする電子回路基板。
2. コネクタ類を介して外部機器と電気的に接続される電子回路基板において、
   複数の仕向け先の仕様で共通に使用可能な性能を有した電子回路と、
   前記電子回路の全ての外部インタフェースと接続する汎用インタフェースとを備え、
   前記電子回路は、複数の仕向け先の仕様に合わせて電子部品が選択されて実行可能とされた、前記複数の仕様で要求される機能のうち、対象の仕様で不要とされる機能を制限し、
   仕向け先の仕様に応じて設計された前記コネクタ類が実装されたコネクタ基板を、接続選択部が実装された中継基板および前記汎用インタフェースを介して接続することで、前記電子回路で実行可能な機能のうち前記接続選択部が前記仕向け先の仕様に応じて選択した前記外部インタフェースと前記コネクタ類とを電気的に接続したことを特徴とする電子回路基板。
3. コネクタ類を介して外部機器と電気的に接続される電子回路基板において、
   複数の仕向け先の仕様で共通に使用可能な性能を有した電子回路と、
   前記電子回路の全ての外部インタフェースのうち、仕向け先の仕様に応じた外部インタフェースを選択する接続選択部と、
   前記接続選択部が選択した外部インタフェースと接続する汎用インタフェースとを備え、
   前記電子回路は、複数の仕向け先の仕様に合わせて電子部品が選択されて実行可能とされた、前記複数の仕様で要求される機能のうち、対象の仕様で不要とされる機能を制限し、
   前記仕向け先の仕様に応じて設計された前記コネクタ類が実装されたコネクタ基板を前記汎用インタフェースを介して接続することで、前記電子回路で実行可能な機能のうち前記接続選択部により前記仕向け先の仕様に応じて選択された前記外部インタフェースと前記コネクタ類とを電気的に接続したことを特徴とする電子回路基板。
4. 前記汎用インタフェースは、ボードトゥボードコネクタであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電子回路基板。
5. 前記汎用インタフェースは、フレキシブルケーブルコネクタであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の電子回路基板。
6. 請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の電子回路基板を用いた情報処理装置。

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