Скільки заземлень і силових штифтів у роз'ємі?

Я розробляю дочку дошки для проекту. Є 35 штифтів вводу / виводу, які потрібно пройти до дошки. Як визначити кількість заземлень та силових штифтів, які потрібно включити? Як визначити розміщення цих штифтів у всьому роз'ємі?

Я знаю, що щось подібне було б погано, як мені сказали:

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

Я здогадуюсь, що щось подібне не набагато краще:

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

Плата призначена для мікропроцесора, я переходжу від макетної плати до друкованої плати і намагаюся вчитися, як іти :)

23 штифти - це адресні лінії, 8 ліній даних та 4 сигнальні лінії (Read, Write, Chip Enabled та Direction). На цій дошці немає лінії годинника, але можуть бути інші, які я буду робити. Тактова частота мікропроцесора становитиме 50 МГц або менше, до <1 МГц. Сам роз'єм буде стандартним штифтом .1 ".

— Justin808
джерело

Яка очікувана довжина джгута та характеристики IO процесора (час підйому та падіння)?

— Крунал Дезай

@KrunalDesai - Якщо чесно, я не очікував, що все це має значення :) час підйому / падіння становить 5нс. Я планую, щоб це заголовок чоловічого типу 2 рядки шпильок на .1 "проміжку, щоб підключити безпосередньо до жіночого заголовка на головній дошці. Хоча я міг також побачити перевагу стрічки кабелю розміром 2-3 см.

— Justin808

Більше місця краще, але у мене є проект Beaglebone Black, який працює на частоті близько 50 МГц, з штифтовим малюнком, подібним до вашої 1-ї діаграми (0,1 "заголовки), і він повністю функціональний. Хоча не перевірено ЕМС. цей вид швидкості передачі даних добре працює тільки з обмеженим числом висновків землі.

— фотонний

Ах, це дошка на борт. Швидше за все, під час підйому / падіння на 5с вам не доведеться турбуватися про ефекти лінії електропередачі. Samtec виготовляє кілька приємних роз'ємів «плата до плати», які мають великі суцільні лопаті для перенесення потужності / землі, оточені сигнальними парами та штифтами. Це зробило б тебе досить добре.

— Крунал Дезай

+! сигнал і радіатор повинні бути близькими. Потужність вважає, що це заземлено, якщо обхідний шлях хороший.

— Аутист

Відповіді:

Є чудова книга Генрі Отта, яка висвітлює це - на жаль, я у відпустці, тому не можу сфотографувати відповідну схему. Книга - Електромагнітна техніка сумісності .

Ось кілька швидких моментів:

з точки зору живлення постійного струму, скільки струму потрібно вашому пристрою? Подивіться на рейтинг кожного провідника, при необхідності зменшіть норму, щоб забезпечити собі запас і вибрати відповідно кількість потужностей. Пам’ятайте, вам потрібна потужність 1: 1.
від AC POV, ви хочете мінімізувати область повернення циклу всіх ваших сигналів. Ви хочете, щоб кожен сигнал мав власний GND / return негайно поруч - дві схеми для цього:

SGGSGGSGGSGGS (один-два заземлення на сигнал, відсутні суміжні сигнали)

GSSGSSGSSGSSG (одна земля на сигнал все-таки, більш ефективне використання простору).

Ідея полягає в тому, щоб мінімізувати викиди та радіаційні викиди. У той час як постійний струм слідує шляху найменшого опору, змінного струму слідує шлях найменшого опору . У цьому випадку надання зворотного шляху, безпосередньо прилеглого до сигналу, допоможе мінімізувати розмір загального контуру струму, зменшивши випромінювані викиди.

Крім того, чи всі це однобічні? Диференціальна? Очікувана швидкість сигналу? Очікувані граничні показники?

— Крунал Дезай
джерело

Це хороша порада. Чим швидше швидкість вашого сигналу, чим довший ваш кабель, тим більше плати, тим важливіше зробити це саме так. Тож якщо у вас є з'єднання "плата до плати" (без кабелю), сигнали з низькою швидкістю, ви можете трохи обдурити. Інша порада, яку я маю, - це те, що ви повинні врахувати, чи є деякі сигнали агресорними сигналами (наприклад, годинники) або сигналами жертви (аналогові сигнали, які мають високий імпедансний термінал). Вам слід тримати агресорів подалі від жертв, що знаходяться в місцях розбиття, і відокремлені від ВНД. Удачі!

— mkeith

Ваш перший зразок - 2 підстави на сигнал. Один заземлення на сигнал буде GSGSGSGSGS.

— WhatRoughBeast

Ой, так - я відредагую це так, щоб відображати те, що я насправді мав на увазі, що не було суміжних сигналів, принаймні один заземлення на сигнал.

— Krunal Desai

Можливо, вигідно зрозуміти, чи слід дотримуватися цієї схеми на роз'ємі чи кабелі. Наприклад, кабелі FFC відповідатимуть роз'єму 1: 1; але сигнали роз'ємів стрічкового кабелю перемежовані в ряд. З мого розуміння важливо, як сигнал рухається по кабелю.

— Ганс

Погоджено - я оновлю свою відповідь відповідними схемами для кабелів FFC / стрічки. Однак ця схема повинна відповідати кабелю, наприклад, на стрічковому кабелі, кожен сигнальний провід матиме принаймні один зворотний провід, що прилягає до нього.

— Krunal Desai

Що стосується прямих з'єднань плата-плата, я, як правило, вважаю, що до тих пір, поки кожен сигнал примикає щонайменше до одного заземлення (включаючи діагоналі), область петлі мінімізована для хороших показників ЕМС. Зазвичай я щось подібне на 2-рядному роз'ємі:

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

або навіть:

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

Загалом, будь-яка схема - це приблизно три сигнали для кожного ґрунту. Чотири ваші 35 вхідно-вихідних сигналів, у мене буде близько 12 підстав, і я використовую 48 або 50-контактний роз'єм. Деякі з підстав можна замінити силовими штифтами до тих пір, поки на обох платах буде добре роз'єднати потужність і землю .

— Дейв Твід
джерело

О, я не думав про діагоналі - це має ідеальний сенс. Мені було б цікаво підрахувати, наскільки добре працюють діагоналі, але я б придбав, що він також забезпечує хороші показники ЕМС.

— Krunal Desai