Richi´s Lab

 

Logitech G500s

 

Logitech G500s

Die Logitech G500s ist eine kabelgebundene Maus des oberen Preissegments. Sie löst mit 8200dpi noch ein Stück höher auf als die Logitech G9 und verarbeitet 12 Millionen Pixel pro Sekunde.

 

Logitech G500s Kabel

Das umsponnene Kabel hat den Nachteil, dass sich an Punkten die oft bewegt werden mit der Zeit das Kabel aus dem Geflecht herausarbeitet. Über kurz oder lang entstehen so Kabelbrüche.

 

Logitech G500s Platine

Im Gehäuse der Maus finden sich auf den ersten Blick keine Überraschungen abgesehen von der roten Aufnahme für die Gewichte zum Austarieren der Maus. Es handelt sich um einen Verbund aus zwei Platinen.

 

Logitech G500s Platine

Die obere Platine trägt die Scrollradeinheit. Auf der unteren Platine befindet sich eine kombinierte Laser-Sensor-Einheit. Es handelt sich um das Modell ADNS-9808 von AVAGO. Der Date-Code lautet 1313.

Die Steuerung der Maus realisiert ein Freescale Mikrocontroller. Ein 1kBit-EEPROM ermöglicht das lokale Abspeichern von Einstellungen.
Bei dem zweiten größeren Chip handelt es sich um einen einfachen Sechsfach-Puffer.

 

Logitech G500s Avago ADNS-9808

Avago ADNS-9808 Linsensystem

Die Laser-Sensor-Einheit ist von einem schwarzen Kunststoffelement abgedeckt, das zwei Blenden darstellt. Direkt darunter befinden sich im Gesamtsystem die Kunststofflinsen für die notwendige Fokussierung.

 

Logitech G500s Avago ADNS-9808 Die

Entfernt man die Abdeckung, so wird sichtbar, dass sie auf der Platine zwei abgeschlossene Volumina ausbildet. Im linken Bereich befindet sich das große Sensorelement, im rechten Bereich ist das kleine Die des Lasers untergebracht.
Rechts neben dem Laser ist ein Bestückvorhalt zu erkennen, der für ein kleines SMT-Element geeignet wäre. Der Vorhalt ist dem Laser parallel geschaltet. Darüber könnte ein Überspannungs- oder Verpolschutz realisiert werden. Gleiches gilt für den kleinen Halbleiter im linken Bereich. Ein Überspannungsschutz ist durchaus sinnvoll, da die Laserdiode von außen mit Spannung versorgt wird und somit eine direkte, elektrische Verbindung von der Laserdiode zu den Pins des Moduls existiert.

Die Halbleiter sind auf die Platine gebondet. Obwohl die Platine nur 14 Stiftkontakte aufweist, ist der Sensor mit 46 Bonddrähten angebunden. Einige Drähte sind parallel geschaltet. Sehr viele davon sind an mehreren Stellen an das Substratpotential angebunden. Auf der Platinenoberseite befinden sich mehrere Bestückoptionen über die vermutlich verschiedene Konfigurationen von außen eingestellt werden können.

 

Avago ADNS-9808 Die Überspannungsschutz

Der kleine Halbleiter neben dem Sensor ist wie die Schutzstruktur bei der Logitech G9 einfach strukturiert. Auf der Oberseite befindet sich auch hier ein großes Quadrat der Metallisierungslage unter dem eine Art Rahmen zu erkennen ist. Ob es sich um eine Überspannungs- oder eine Verpolschutzdiode handelt lässt sich damit noch immer nicht klären.

 

Avago ADNS-9808 Die Laser Oberflächenemitter

Avago ADNS-9808 Die Laser Oberflächenemitter

Avago ADNS-9808 Die Laser Oberflächenemitter

Die Laserdiode ist mit einer Kantenlänge von ungefähr 170µm noch etwas kleiner als die der Logitech M705, die eine Kantenlänge von 210µm hatte. Das Element weist aber sehr viel Ähnlichkeit auf. Auch hier sind zwei dreistellige Zahlen zu erkennen. In diesem Fall sind es aber "282" und "750".
Laut Datenblatt emittiert der Laser im Wellenlängenbereich zwischen 832nm und 865nm.

 

Avago ADNS-9808 Die Beschichtung

Auf diesem Bild ist sehr gut das Schutzgel zu sehen, das sich auf dem Chip befindet und dicker ist als die normale Passivierungsschicht eines Halbleiters. In der Detailaufnahme ist zu erkennen, dass die Beschichtung auch die Balls der Bonddrähte überdeckt.

Partikel haften relativ stark auf der Oberfläche des Sensors. Im Gegensatz zu anderen Halbleitern führt Druckluft eher zu mehr Verschmutzung als zu einer Verbesserung der Situation.

 

Avago ADNS-9808 Die Sensor

Das Sensormodul ist relativ übersichtlich strukturiert. Es scheint aus einem Mikrocontroller und dem eigentlichen Sensorarray zu bestehen.

 

Avago ADNS-9808 Die Sensor Pixel

Avago ADNS-9808 Die Sensor Pixel

Das Sensorarray sieht großteils genauso aus wie bei der Logitech G9. Man kann davon ausgehen, dass der Aufbau und die Funktionalität gleich sind. Die Pixel sind allerdings mit etwas mehr als 50µm Kantenlänge größer als bei der Logitech G9.

Der Sensor ist mit 34x32 Pixel größer als bei der Logitech G9 mit 30x30 Pixel. Die Genauigkeit der Abtastung muss grundsätzlich in horizontale als auch in vertikale Richtung gleich gut sein. Eine unsymmetrische Aufteilung der Pixel ist daher auf den ersten Blick nicht sinnvoll. Die zwei zusätzlichen Reihen könnten aber diversen anderen Zwecken dienen. Eine Fokussierungshilfe, wie sie in Spiegelreflexkameras eingesetzt wird, ist in diesem System mit fester Fokussierung sicherlich nicht notwendig. Es sind aber viele andere Funktionen denkbar, für die die detaillierte Arbeitsweise des Sensor bekannt sein müsste.

Geht man für die eigentliche Auswertung von 32x32 Pixeln aus, so besteht das Rohsignal aus 1024 Pixeln. Mit der angegebenen Verarbeitungsgeschwindigkeit von 12 Millionen Pixeln pro Sekunde muss die Auswertung des Sensorarrays alle 85µs erfolgen. Das erscheint machbar. In dieser Zeit müssen aber nicht nur die Signale ausgelesen, sondern auch die Bewegungen der Maus erkannt werden.

 

Avago ADNS-9808 Die Sensor Detail

Der Block unter dem Sensorarray realisiert wahrscheinlich das Auslesen und das Vorverarbeiten der Rohsignale. Dazu gehört mindestens die Steuerung der Werteausgabe, eine Art Multiplexing und die Analog-Digital-Wandlung. Der regelmäßig strukturierte Bereich links lässt Ähnlichkeiten mit dem freiliegenden Bereich unterhalb des Sensors bei der Logitech G9 erkennen.

 

Avago ADNS-9808 Die Sensor Detail

Zwischen dem eben betrachteten Schaltungsteil und dem Rest des ICs scheint sich die Datenübertragung zwischen dem eigentlichen Sensor und der Auswertung abzuspielen.

 

Avago ADNS-9808 Die Sensor Detail

Der linke Block erinnert an einen Mikrocontroller. Der zufällig erscheinende, mittige Bereich stellt die eigentliche Logik dar. Einige der gleichmäßigen Blöcke dürften Speicher wie RAM, EEPROM oder Flash enthalten. Dazu kommen vielleicht noch einige Zusatzfunktionen. Der Block unten rechts könnte eine Pufferung für die danebenliegende Ausgabe der Sensorsignale darstellen.

Im Vergleich zu den älteren Modellen scheint die Verarbeitung der Signale noch einmal effizienter geworden zu sein. Außerdem hat sich der Lösungsweg geändert. Während zuerst noch komplexe Signalprozessoranteile notwendig waren, fand sich in der weniger leistungsstarken Logitech M705 nur noch ein Logikblock. Hier konnte nun auch trotz der hohen Leistungsfähigkeit auf einen Signalprozessor verzichtet werden. Außerdem entschied man sich für den Einsatz eines Mikrocontrollers, wodurch nun auch die Möglichkeit bestand aktualisierte Software aufzuspielen.

 

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