Combien de broches de mise à la terre et d'alimentation doivent avoir dans un connecteur?

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Je conçois une carte fille pour un projet. Il y a 35 broches d'E / S qui doivent être connectées à la carte. Comment déterminer le nombre de broches de mise à la terre et d'alimentation à inclure? Comment déterminer l'emplacement de ces broches dans le connecteur?

Je sais que quelque chose comme ça serait mauvais, comme on m'a dit:

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

Je suppose que quelque chose comme ça n'est pas beaucoup mieux:

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

La carte est pour un microprocesseur, je passe d'une planche à pain à un PCB et j'essaie d'apprendre au fur et à mesure :)

23 broches sont des lignes d'adresse, 8 lignes de données et 4 lignes de signal (lecture, écriture, puce activée et direction). Il n'y a pas de ligne d'horloge sur cette carte, mais il pourrait y en avoir d'autres que je ferai. L'horloge du microprocesseur sera de 50 MHz ou moins, jusqu'à <1 MHz. Le connecteur lui-même sera une broche standard de 1 ".

Justin808
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Quelle est la longueur attendue du harnais et les spécifications d'E / S du processeur (temps de montée et de descente)?
Krunal Desai
@KrunalDesai - Pour être honnête, je ne m'attendais pas à ce que tout cela importe :) le temps de montée / descente est de 5ns. Je prévois qu'il s'agisse d'un en-tête mâle 2 rangées de broches à un espacement de 0,1 "pour se connecter directement à un en-tête femelle sur la carte principale. Bien que je puisse également voir les avantages d'un câble ruban de 2-3 cm.
Justin808
Plus la masse est meilleure, mais j'ai un projet Beaglebone Black qui tourne à près de 50 MHz, avec un schéma de broches similaire à votre premier diagramme (en-têtes de 0,1 ") et il est entièrement fonctionnel. Cependant, je n'ai pas testé la CEM. De nombreux systèmes ce type de débit de données fonctionne bien avec un nombre limité de broches de mise à la terre
Le Photon
Ah, c'est bord à bord. Les chances sont avec des temps de montée / descente de 5ns, vous n'aurez pas à vous soucier des effets de la ligne de transmission. Samtec fabrique de jolis connecteurs carte à carte qui ont de grandes lames solides pour transporter l'alimentation / la terre, entourées de paires de signaux et de broches. Cela vous ferait très bien.
Krunal Desai
+! le signal et les gnd doivent être proches. Power pense qu'il est mis à la terre si le contournement est bon.
autiste

Réponses:

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Il y a un excellent livre d'Henry Ott qui couvre cela - malheureusement, je suis en vacances, donc je ne peux pas prendre une photo du diagramme correspondant. Le livre est Electromagnetic Compatibility Engineering .

Voici quelques points rapides cependant:

  • du point de vue de l'alimentation CC, combien de courant votre appareil nécessite-t-il? Regardez la valeur nominale de chaque conducteur, réduisez si nécessaire pour vous donner une marge et choisissez en conséquence le nombre de broches d'alimentation. N'oubliez pas que vous avez besoin d'une alimentation 1: 1 à la terre.
  • à partir d'un POV AC, vous souhaitez minimiser la zone de retour de boucle de tous vos signaux. Vous voulez que chaque signal ait son propre GND / retour immédiatement adjacent - deux schémas pour ce faire:

SGGSGGSGGSGGS (une à deux masses par signal, aucun signal adjacent)

GSSGSSGSSGSSG (toujours une masse par signal, utilisation plus efficace de l'espace).

L'idée est de minimiser la diaphonie et les émissions rayonnées. Alors que DC suit le chemin de moindre résistance, AC suit le chemin de moindre impédance . Dans ce cas, fournir un chemin de retour immédiatement adjacent à un signal aidera à minimiser la taille de la boucle de courant globale, réduisant ainsi vos émissions rayonnées.

De plus, sont-ils tous à extrémité unique? Différentiel? Taux de signal attendu? Attendus bord tarifs?

Krunal Desai
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C'est un bon conseil. Plus votre débit de signal est rapide, plus votre câble est long, plus les cartes sont grandes, plus il est important de le faire exactement comme ça. Donc, si vous avez une interconnexion carte à carte (sans câble), avec des signaux à faible vitesse, vous pouvez tricher un peu. L'autre conseil que j'ai est que vous devriez considérer si certains signaux sont des signaux agresseurs (tels que des horloges) ou des signaux victimes (signaux analogiques qui ont une terminaison à haute impédance). Vous devez éloigner les agresseurs des victimes dans le brochage et les séparer par GND. Bonne chance!
mkeith
Votre premier motif est de 2 motifs par signal. Une masse par signal serait GSGSGSGSGS.
WhatRoughBeast
Oups, oui - je vais modifier cela pour refléter ce que je voulais vraiment dire qui n'était pas des signaux adjacents, au moins une masse par signal.
Krunal Desai
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Il peut être utile de préciser si ce modèle doit être suivi sur le connecteur ou le câble. Par exemple, les câbles FFC correspondront au connecteur 1: 1; mais les signaux des connecteurs de câbles plats sont entrelacés par ligne. D'après ma compréhension, la façon dont le signal traverse le câble est importante.
Hans
D'accord - Je mettrai à jour ma réponse avec les schémas pertinents pour les câbles FFC / ruban. L'intention est cependant de faire correspondre ce schéma sur le câble, par exemple sur un câble ruban, chaque fil de signal aura au moins un fil de retour adjacent.
Krunal Desai
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Pour les connexions directes de carte à carte, je pense généralement que tant que chaque signal est adjacent à au moins une masse (y compris en diagonale), la zone de boucle est suffisamment minimisée pour de bonnes performances CEM. Je me retrouve généralement avec quelque chose comme ça sur un connecteur à 2 rangées:

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

ou même:

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

Dans l'ensemble, l'un ou l'autre schéma représente environ trois signaux pour chaque sol. Quatre de vos 35 signaux d'E / S, j'aurais environ 12 motifs et utiliser un connecteur 48 ou 50 broches. Certains des motifs peuvent être remplacés par des broches d'alimentation tant qu'il y a un bon découplage entre l'alimentation et la masse sur les deux cartes.

Dave Tweed
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Oh, je n'ai pas pensé aux diagonales - c'est parfaitement logique. Je serais curieux de quantifier le fonctionnement des diagonales mais j'achèterais qu'il offre également de bonnes performances CEM.
Krunal Desai