Diseño electrónico - Conectores y procesos de back - Board de análisis si en el diseño de PCB

1. diseño del conector de la placa trasera de la placa de circuito

El conector backplane de PCB es un conector comúnmente utilizado en equipos de comunicación grandes, servidores de alto rendimiento y supercomputadoras, computadoras industriales y dispositivos de almacenamiento de alta gama. Su función principal es conectar la subclase y la placa posterior. Se forma una estructura vertical de 90 ° entre la placa única y la placa posterior para transmitir señales diferenciales de alta velocidad (señales diferenciales) o señales de un solo extremo (señales de un solo extremo) y grandes corrientes.

El conector HM de 2 mm está diseñado con empalme de cabeza y cola. Hay diferentes tipos como a, b, c. los dos bloques funcionales del tipo a tienen funciones de guía y posicionamiento (posicionamiento con el conector en la placa) que evitan errores en la dirección de inserción. El tipo B no tiene ninguna función de posicionamiento en absoluto, y el tipo c, como extremo de empalme, tiene una función de posicionamiento parcial, como se muestra en la siguiente imagen. Al usar grupos de empalme de conectores o conectores individuales, se debe considerar el posicionamiento del conector. Hay dos tipos de conectores de 2 mm: blindaje entre columnas y blindaje de carcasa. Al usar realmente el conector, se debe seleccionar de acuerdo con los requisitos de disposición y blindaje de la señal del pin de tierra; Desde el punto de vista de emc, es mejor elegir una carcasa blindada. Además, hay conectores hs3 especialmente diseñados para la transmisión de señales de alta velocidad. El blindaje entre el pin y la señal se tiene en cuenta en el diseño del conector. Los conectores producen muy pocas conversaciones cruzadas durante la transmisión de señal de alta velocidad, y el uso de los pines de señal también es mayor, pero el precio es más caro.

En principio, el modelo del conector es el modelo de la línea de transmisión, pero la transmisión de señal no se refiere al plano de tierra, y la ruta de retorno se forma a través del pin de tierra. Debe haber muchos cables de señal que compartan un circuito de tierra, por lo que se debe prestar atención a la interferencia conducida causada por la conversación cruzada del conector.

Para la disposición de las señales de los pines del conector, primero se determina la distribución de las señales y se distribuye razonablemente la posición y el número de señales, fuentes de alimentación y pines de tierra. El principio es reducir las conversaciones cruzadas, reducir la radiación y garantizar el circuito de tierra. Es mejor tener una ruta de retorno cerca de cada pin de señal. La clave es que el cable de señal está separado de otras señales a través del pin de tierra. Teniendo en cuenta el plug - in eléctrico, para los conectores HM de 2 mm, el pin de tierra es más largo que el pin de fuente de alimentación, y el pin más largo se asigna como el pin de conexión a tierra y fuente de alimentación. Se recomienda usar Pins y señales de tierra. los Pins están dispuestos en patrones de ciruela y escalonados en función de la señal de alta velocidad y la posición de los Pins de tierra para reducir las conversaciones cruzadas.

En segundo lugar, el análisis si en el proceso de diseño de PCB

La integridad de la señal de PCB no es un fenómeno nuevo, pero no ha recibido mucha atención en las primeras etapas del campo digital. Con el desarrollo de la tecnología de la información y el advenimiento de la era de internet, las personas necesitan comunicarse a través de varios sistemas de comunicación / computación digital de alta velocidad. En este enorme mercado, el análisis de integridad de la señal desempeña un papel cada vez más importante para garantizar el funcionamiento confiable de estos sistemas de productos electrónicos. Sin orientación previa si, el prototipo siempre puede estar en el Banco de pruebas. Si no hay verificación si después del cableado, el producto puede cometer errores en la Aplicación. El análisis si recorre todo el proceso de diseño de alta velocidad y está estrechamente integrado con cada paso de diseño. En general, el análisis si tiene dos estados: análisis previo al cableado y análisis posterior al cableado.

Antes del cableado de los pcb, se puede utilizar el análisis si para seleccionar la tecnología de E / s, la distribución del reloj, el tipo de encapsulamiento del chip, el tipo de dispositivo, la pila de capas, la asignación de pin, la topología de red, las estrategias de terminación, etc. el análisis si combina varios parámetros de diseño y utiliza el esquema obtenido como dispositivo

Las instrucciones de diseño y enrutamiento garantizan la integridad de la señal del diseño físico. Seguirá los requisitos de ruido y cronología. El análisis si reducirá la duplicación del diseño y el retrabajo de diseño / cableado, reduciendo así el ciclo de diseño.

Después del cableado de pcb, el análisis si puede verificar la corrección de las guías de diseño si y las restricciones de diseño. Revisará los conflictos si en el diseño actual, como el ruido reflejado, las campanas, las conversaciones cruzadas y los rebotes en tierra. Al mismo tiempo, revela problemas de si que se pasan por alto antes del cableado, ya que el análisis posterior al cableado se basa en la implementación de datos de diseño físico, no en datos predictivos o modelos. En resumen, puede obtener resultados de simulación más precisos.

Si se sigue completamente el análisis si durante todo el proceso de diseño de pcb, se puede lograr rápidamente un sistema confiable de alto rendimiento. En el pasado, el diseño físico producido por los ingenieros de diseño era solo un diseño mecánico para la producción mecánica, que apenas implicaba ningún diseño de integridad de señal. Con el rápido desarrollo de los sistemas electrónicos, los ingenieros de sistemas responsables del desarrollo de hardware han tenido que considerar gradualmente el diseño de integridad de la señal, como la formulación de reglas de diseño y restricciones de cableado. En general, su conocimiento en esta área proviene de la experiencia acumulada por los diseñadores de productos anteriores, por lo que no entienden la esencia de los problemas Si.

Frente a este desafío, se necesitan ingenieros profesionales si para unirse. Al considerar el uso de nuevos procesos, como nuevos dispositivos o encapsulamientos de nuevos chips o procesos de producción de placas, los ingenieros si analizarán las características eléctricas de la tecnología desde el lado si y luego las simularán a través del software de modelado y simulación si para desarrollar guías de cableado. Estas herramientas si deben ser lo suficientemente precisas como para construir interconexiones a nivel de plantilla, como a través de agujeros, trazas y pilas planas. Al mismo tiempo, debe tener suficiente velocidad de simulación para analizar lo que sucederá si se elige el modelo drive / load y la estrategia de terminación. Finalmente, los ingenieros si desarrollarán una serie de reglas de diseño y las pasarán a ingenieros de diseño e ingenieros de cableado. Luego, el ingeniero de diseño (responsable del diseño de todo el sistema) debe asegurarse de que las reglas de diseño se apliquen plenamente. Después de completar el cableado preliminar y el diseño de la placa, se puede realizar un análisis parcial de la red clave, y también se puede verificar después del cableado. El proceso de análisis si involucra muchas redes relacionadas, por lo que la velocidad de simulación debe ser rápida, incluso si puede que no alcance la precisión esperada por los ingenieros Si. Una vez cableado

Los ingenieros de PCB obtienen reglas de diseño y cableado si, y pueden generar diseños físicos optimizados basados es es en estas restricciones, y proporcionarán informes de conflictos si en el sistema de cableado. Para estos conflictos, los ingenieros de cableado trabajarán con ingenieros de diseño e ingenieros de sistemas para resolver estos problemas Si.