Ile pinów uziemienia i zasilania ma w złączu?

Projektuję córkę do projektu. Istnieje 35 styków we / wy, które należy podłączyć do płyty. Jak określić liczbę pinów uziemienia i zasilania, które należy uwzględnić? Jak określić rozmieszczenie tych pinów w złączu?

Wiem, że coś takiego byłoby złe, jak mi powiedziano:

P IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO
G G  IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO

Zgaduję, że coś takiego nie jest dużo lepsze:

P IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO G
G G  IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO IO P

Płytka jest dla mikroprocesora, przechodzę z płyty do płyty PCB i próbuję się uczyć podczas pracy :)

23 piny to linie adresowe, 8 linii danych i 4 linie sygnałowe (odczyt, zapis, włączenie układu i kierunek). Na tej płycie nie ma linii zegara, ale mogą być inne, które będę tworzyć. Zegar mikroprocesora będzie wynosił 50 MHz lub mniej, do <1 MHz. Samo złącze będzie standardową końcówką .1 ".

— Justin808
źródło

Jaka jest oczekiwana długość wiązki przewodów i specyfikacje IO procesora (czas narastania i opadania)?

— Krunal Desai

@KrunalDesai - Szczerze mówiąc nie spodziewałem się, że to wszystko będzie miało znaczenie :) czas narastania / opadania wynosi 5ns. Planuję, że jest to męski nagłówek, 2 rzędy pinów w odstępie .1 ", które można podłączyć bezpośrednio do żeńskiego złącza na płycie głównej. Chociaż widziałem również zaletę 2-3 cm kabla taśmowego.

— Justin808

Im więcej ziemi, tym lepiej, ale mam projekt Beaglebone Black, który działa z częstotliwością blisko 50 MHz, z wzorem styków podobnym do twojego pierwszego schematu (nagłówki 0,1 ") i jest całkowicie funkcjonalny. Jednak nie testowałem EMC. Wiele systemów z tego rodzaju szybkość przesyłania danych działa dobrze przy ograniczonej liczbie pinów uziemienia

— Photon

Ach, to jest deska do deski. Szanse są przy czasach wzrostu / spadku 5ns, nie będziesz musiał martwić się efektami linii przesyłowej. Samtec tworzy fajne złącza między płytkami, które mają duże solidne ostrza do przenoszenia zasilania / uziemienia, otoczone parami sygnałów i pinami. To by ci całkiem dobrze zrobiło.

— Krunal Desai

+! sygnał i gnds powinny być blisko. Power uważa, że jest uziemiony, jeśli obejście jest dobre.

— Autystyczny

Odpowiedzi:

Jest na to świetna książka Henry'ego Ott'a - niestety jestem na wakacjach, więc nie mogę zrobić zdjęcia odpowiedniego schematu. Książka jest inżynierią kompatybilności elektromagnetycznej .

Oto kilka szybkich punktów:

z punktu widzenia zasilania prądem stałym ile prądu potrzebuje twoje urządzenie? Spójrz na ocenę każdego przewodnika, w razie potrzeby zmniejsz wartość, aby uzyskać margines, i odpowiednio wybierz liczbę pinów zasilania. Pamiętaj, że potrzebujesz uziemienia w stosunku 1: 1.
z AC POV, chcesz zminimalizować obszar powrotu pętli wszystkich twoich sygnałów. Chcesz, aby każdy sygnał miał swój własny GND / powrót bezpośrednio obok siebie - dwa schematy:

SGGSGGSGGSGGS (jeden-dwa uziemienie na sygnał, brak sąsiednich sygnałów)

GSSGSSGSSGSSG (wciąż jedna masa na sygnał, bardziej efektywne wykorzystanie przestrzeni).

Chodzi o to, aby zminimalizować przesłuch i emisje promieniowane. Podczas gdy prąd stały podąża ścieżką najmniejszego oporu, prąd przemienny podąża ścieżką najmniejszej impedancji . W takim przypadku zapewnienie ścieżki powrotnej bezpośrednio przylegającej do sygnału pomoże zminimalizować rozmiar całej pętli prądowej, zmniejszając emisję promieniowania.

Dodatkowo, czy wszystkie są jednorazowe? Mechanizm różnicowy? Oczekiwana prędkość sygnału? Oczekiwane stopy przewagi ?

— Krunal Desai
źródło

To dobra rada. Im wyższa prędkość sygnału, tym dłuższy kabel, tym większe płyty, tym ważniejsze jest, aby robić to dokładnie w ten sposób. Więc jeśli masz połączenie między płytkami (bez kabla), z sygnałami o niskiej prędkości, możesz trochę oszukiwać. Druga rada, którą mam, jest taka, że powinieneś rozważyć, czy niektóre sygnały to sygnały agresora (takie jak zegary) lub sygnały ofiary (sygnały analogowe, które mają zakończenie o wysokiej impedancji). Powinieneś trzymać agresorów z dala od ofiar w pinoucie i oddzielać je GND. Powodzenia!

— mkeith,

Twój pierwszy wzór to 2 uziemienia na sygnał. Jeden uziemienie na sygnał to GSGSGSGSGS.

— WhatRoughBeast

Ups, tak - zmodyfikuję to, aby odzwierciedlić to, co właściwie miałem na myśli, mówiąc, że nie ma sąsiednich sygnałów, przynajmniej jeden sygnał masy na sygnał.

— Krunal Desai

Być może warto wyjaśnić, czy należy stosować ten wzór na złączu czy kablu. Np. Kable FFC będą pasować do złącza 1: 1; ale sygnały złącza kabla taśmowego są przeplecione w rzędzie. Z mojego rozumienia, jak sygnał przechodzi przez kabel, jest ważny.

— Hans

Uzgodnione - zaktualizuję swoją odpowiedź o odpowiednie diagramy dla kabli FFC / taśmowych. Chodzi jednak o to, aby ten schemat pasował do kabla, np. Na kablu taśmowym, każdy drut sygnałowy będzie miał przynajmniej jeden drut powrotny przylegający do niego.

— Krunal Desai,

W przypadku bezpośrednich połączeń między płytkami ogólnie sądzę, że tak długo, jak każdy sygnał sąsiaduje z co najmniej jednym uziemieniem (w tym po przekątnej), obszar pętli jest zminimalizowany na tyle, aby zapewnić dobre działanie EMC. Zwykle kończę na czymś takim na 2-rzędowym złączu:

S  S  S  S  S  S  S  S  S  S  S
G  S  G  S  G  S  G  S  G  S  G

lub nawet:

S  S  S  G  S  S  S  G  S  S  S
S  G  S  S  S  G  S  S  S  G  S

Ogólnie rzecz biorąc, każdy schemat to w przybliżeniu trzy sygnały dla każdego podłoża. Cztery twoje 35 sygnałów We / Wy, miałbym około 12 uziemień i użyłem 48 lub 50 pinowego złącza. Niektóre uziemienia można zastąpić pinami zasilania, o ile istnieje dobre oddzielenie zasilania od uziemienia na obu płytach.

— Dave Tweed
źródło

Och, nie myślałem o przekątnych - to ma sens. Byłbym ciekawy, aby określić, jak dobrze działają przekątne, ale kupiłbym, że zapewnia również dobrą wydajność EMC.

— Krunal Desai,