Сколько контактов заземления и питания должно быть в разъеме?

Я разрабатываю дочернюю доску для проекта. Есть 35 выводов ввода / вывода, которые нужно перейти на плату. Как определить количество заземляющих и силовых контактов для включения? Как определить расположение этих контактов по всему разъему?

Я знаю, что-то вроде этого было бы плохо, как мне 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 думаю, что-то вроде этого не намного лучше:

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 для микропроцессора, я иду от макета к печатной плате и пытаюсь учиться по ходу дела :)

23 контакта - это адресные линии, 8 строк данных и 4 сигнальные линии (чтение, запись, чип включены и направление). На этой доске нет часовых линий, но, возможно, есть и другие, которые я буду делать. Тактовая частота микропроцессора будет 50 МГц или меньше, до <1 МГц. Сам разъем будет стандартным .1 "контактами.

power connector ground layout pins Justin808
источник

Какова ожидаемая длина жгута и спецификации ввода-вывода процессора (время нарастания и спада)?

Крунал Десаи

@KrunalDesai - Честно говоря, я не ожидал, что все это имеет значение :) Время нарастания / спада составляет 5 нс. Я планирую, чтобы это был штекер с двумя рядами контактов с шагом 0,1 дюйма, чтобы подключить его непосредственно к розетке на главной плате. Хотя я мог видеть преимущество и в 2-3 см ленточном кабеле.

Justin808

Чем больше земли, тем лучше, но у меня есть проект Beaglebone Black, работающий на частоте около 50 МГц, с шаблоном выводов, аналогичным схеме 1 (0,1 "заголовки), и он полностью функционален. Хотя не тестировал EMC. Многие системы с Этот тип скорости передачи данных работает хорошо только с ограниченным числом заземляющих контактов

Photon

Ах, это доска для доски. Скорее всего, с 5 нс времени нарастания / спада вам не придется беспокоиться об эффектах линии передачи. Samtec делает несколько хороших соединителей между платами, которые имеют большие сплошные лезвия для передачи питания / заземления, окруженные парами сигналов и контактами. Это сделало бы вас довольно хорошо.

Крунал Десаи

+! Сигнал и gnds должны быть близко. Сила думает, что это земля, если обход хорош.

Аутизм

Ответы:

Есть замечательная книга от Генри Отта, которая освещает это - к сожалению, я в отпуске, поэтому я не могу сфотографировать соответствующую диаграмму. Книга по электромагнитной совместимости .

Вот несколько быстрых моментов:

с точки зрения мощности постоянного тока, какой ток требуется вашему устройству? Посмотрите на рейтинг каждого проводника, при необходимости уменьшите скорость, чтобы дать себе запас и выберите соответственно количество выводов питания. Помните, что вам нужно заземление 1: 1.
из AC POV вы хотите минимизировать область возврата петли всех ваших сигналов. Вы хотите, чтобы каждый сигнал имел свой собственный GND / возвращал непосредственно рядом - две схемы, чтобы сделать это:

SGGSGGSGGSGGS (один-два заземления на сигнал, без соседних сигналов)

GSSGSSGSSGSSG (еще одна земля на сигнал, более эффективное использование пространства).

Идея состоит в том, чтобы свести к минимуму перекрестные помехи и излучение. В то время как постоянный ток следует по пути наименьшего сопротивления, переменный ток следует по пути наименьшего сопротивления . В этом случае предоставление пути возврата, непосредственно примыкающего к сигналу, поможет минимизировать размер всей токовой петли, уменьшая ваши излучаемые излучения.

Кроме того, это все односторонние? Дифференциал? Ожидаемая скорость сигнала? Ожидаемые граничные ставки?

Крунал Десаи
источник

Это хороший совет. Чем выше скорость вашего сигнала, чем длиннее ваш кабель, чем больше платы, тем важнее сделать это именно так. Поэтому, если у вас есть межблочное соединение (без кабеля), с низкоскоростными сигналами, вы можете немного обмануть. Другой совет, который я имею, заключается в том, что вам следует подумать о том, являются ли некоторые сигналы сигналами-агрессорами (такими как часы) или сигналами жертвы (аналоговые сигналы, которые имеют высокоимпедансное завершение). Вы должны держать агрессоров подальше от жертв в распиновке и быть разделенными GND. Удачи!

Mkeith

Ваш первый паттерн - 2 основания на сигнал. Одно заземление на сигнал будет GSGSGSGSGS.

WhatRoughBeast

Ой, да - я отредактирую это, чтобы отразить то, что я имел в виду, то есть отсутствие соседних сигналов, по крайней мере, одно заземление на сигнал.

Крунал Десаи

Может быть, полезно выяснить, следует ли следовать этой схеме на разъеме или кабеле. Например, кабели FFC будут соответствовать разъему 1: 1; но сигналы разъема ленточного кабеля чередуются в каждом ряду. Из моего понимания важно, как сигнал проходит по кабелю.

Ганс

Согласовано - я обновлю свой ответ соответствующими диаграммами для FFC / ленточных кабелей. Тем не менее, цель состоит в том, чтобы эта схема соответствовала на кабеле, например, на ленточном кабеле, каждый сигнальный провод будет иметь по крайней мере один обратный провод рядом с ним.

Крунал Десаи

Для прямых соединений между платами я обычно полагаю, что до тех пор, пока каждый сигнал соседствует хотя бы с одной землей (в том числе по диагонали), площадь шлейфа минимизируется для обеспечения хороших характеристик ЭМС. Я обычно получаю что-то вроде этого на 2-рядном разъеме:

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

или даже:

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

В целом, любая схема имеет примерно три сигнала для каждого основания. Четыре ваших 35 сигналов ввода / вывода, я бы имел около 12 заземлений, и использовать 48 или 50-контактный разъем. Некоторые основания могут быть заменены на выводы питания, если на обеих платах имеется хорошее разделение между питанием и заземлением .

Дэйв Твид
источник

О, я не думал о диагонали - это имеет смысл. Мне было бы любопытно количественно оценить, насколько хорошо работают диагонали, но я бы купил, что они также обеспечивают хорошую производительность EMC.

Крунал Десаи