Dossiers
Mediathek
Forum
Whitepaper

Die Leiterplatte 2010 – das Finale

Referenzdesign für High-Speed-Baugruppen

 

07.10.2009 | Autor: Arnold Wiemers*

 

Das Projekt „Die Leiterplatte 2010“ liefert Ergebnisse. Drei aktive Jahre sind vergangen seit der ersten spontanen Idee, mit der Konstruktion einer High-Speed-CPU-Baugruppe eine Referenz für stabile Hardware im Hinblick auf das High-Speed- und EMV-Verhalten zu schaffen. Das Ergebnis sind praxiserprobte Lösungsansätze für die Realisierung von High-Speed-Baugruppen.


Referenzdesign für High-Speed-Baugruppen
Die CPU-Baugruppe meltemi, bekannt als Leiterplatte 2010. ist eine Applikationsplattform für die Hochgeschindigkeitsdatenübertragung
Wir wissen, wie sehr sich unser Arbeitsalltag verändert hat. Ohne hochwertige und zuverlässige Elektronik geht nichts mehr. Moderne elektronische Baugruppen können nur noch mit Fachwissen, fertigungstechnischer Kompetenz und sensiblem Kommunikationsverhalten erfolgreich umgesetzt werden.
Das Projekt „Die Leiterplatte 2010“ hat deshalb unterschiedliche Aufgabenstellungen gleichrangig eingebunden. Das Handling der Constraints an einem CAD-System, die Verarbeitung dünner Laminate in hochlagigen Multilayern, die Produktion von Baugruppen mit all ihren kleinen Komplikationen und die Dokumentation der Ergebnisse für die Aus- und Weiterbildung gehören dazu. Die Ergebnisse sind richtungsweisend für die Disziplinen CAD-Design, Leiterplatten-Fertigung und Baugruppenproduktion.
Bild 1: Die Leiterplatte 2010 - das Original. Das High-Speed-CPU-Board „meltemi“ von Gerhard Eigelsreiter, Firma unitel Die originale Vorlage für die „Leiterplatte 2010“ ist das High-Speed-CPU-Board „meltemi“ der Firma unitel aus Graz, das Gerhard Eigelsreiter entwickelt hat. Die Anforderungen an diese Baugruppe sind hoch: bei einer zuverlässigen Datentransferrate von mehr als 4 GBit/s werden verbindliche Anforderungen an das EMV-Verhalten und die Signalintegrität gestellt.
Bild 7: Die kommentierten Schaltpläne zum Projekt „Die Leiterplatte 2010“. Kern des CPU-Board ist ein FPGA. Bei der Signalführung müssen differenzielle Impedanzen beachtet werden. Um die Funktion der Baugruppe unter Last stabil zu halten, wurde besondere Sorgfalt auf die Stromversorgung gelegt. Auf die klassische Entkopplung über die übliche Phalanx an Kondensatoren wurde verzichtet.
Dafür ist der Lagenaufbau des Multilayers mit einem gestapelten Stromversorgungssystem ausgestattet, einem sogenannten Multi-Power-System (MPS), beschrieben im Kompendium „Die Leiterplatte 2010“ in Kapitel 4. Das MPS ist ergänzt um berechnete Kondensatorgruppen (nach der „Methode Dirks“), beschrieben im Kompendium „Die Leiterplatte 2010“ in Kapitel 13.
1  |  2  |  3  |  4  |  5  |  weiter
Redakteur: Claudia Mallok
Social Networks:
Themenverwandte Beiträge
Kompendium für Hardwareentwickler: Sonderausgabe „Die Leiterplatte 2010“
20.04.2007 - „Die Leiterplatte 2010“ ist die Fortsetzung der erfolgreichen Beitragsreihe „Die Leiterplatte 2005“, die im Jahr 2003/2004 einen Standard gesetzt hat. Wieder steht „Die Leiterplatte 2010“ für einen ganzheitlichen Ansatz Elektronik zu betrachten und zu realisieren. Von der Auswahl der Bauelemente, über das EMV-gerechte und physikalisch richtige Design bis zur Produzierbarkeit der Leiterplatte und Bestückung der Baugruppe. weiter
EMV-stabile Hardware: Der Einfluss von Oszillatoren und Taktgebern auf das EMV-Verhalten
EMV-stabile Hardware: Der Einfluss von Oszillatoren und Taktgebern auf das EMV-Verhalten
03.03.2010 - Messungen an der Leiterplatte 2010 haben die Vermutung bestätigt: Quarz-Oszillatoren können EMV-Probleme verursachen. Dabei schneiden LVDS-Oszillatoren infolge differentieller, impedanzdefinierter Leitungsführung besser ab als klassische Oszillatoren. Fazit: Nicht erkannte Schwachstellen in Taktverteiler-Netzwerken können Funktionalität und Stabilität einer Baugruppe schwerwiegend beeinträchtigen. weiter
CAD, Leiterplatten- und Baugruppentechnik, Folge 10: Strategien und Regeln zum Design von Multilayersystemen
CAD, Leiterplatten- und Baugruppentechnik, Folge 10: Strategien und Regeln zum Design von Multilayersystemen
22.08.2011 - Hunderte von Signalnetzen kompakt und funktionssicher zu verdrahten ist möglich, wenn die PCB aus mehreren Ebenen zu einem Multilayer zusammengebaut werden kann. Dazu gibt es Regeln und Vorgaben. weiter
Kommentare zu diesem Artikel
Schreiben Sie uns hier Ihre Meinung ...
(nicht registrierter User)
Spamschutz 

Bitte geben Sie das Resultat dieser Rechenaufgabe (Addition) ein:


Artikel Bewertung

Firma zum Artikel


Whitepaper und Webcasts zum Thema
Webcast
EMV-Effekte von Durchkontaktierungen
Beim Layout von Leiterplatten wird leicht übersehen, dass alle erstellten elektrischen Verbindungen einen ganz erheblichen Einfluss auf die Elektromagnetische Verträglichkeit der fertigen Baugruppe haben.
Whitepaper
Warum PCB-Design für die Unternehmensleitung bedeutend ist
Dieses Whitepaper zeigt, wie Leiterplatten ein strategisches Instrument zur Senkung der Kosten sein können und eine schnellere Markteinführung möglich machen.
Whitepaper
Die Auswahl der richtigen Kabelsystems für Ihre Umgebung
In vielen Situationen sind Kabel die Lebensader des Systems: Wenn ein Kabel ausfällt, dann kann das gesamte System anhalten. Die Zuverlässigkeit eines Kabels basiert sowohl auf seiner Haltbarkeit und Robustheit als auch auf seiner Signalintegrität.
Whitepaper
Probleme beim Routing von Leiterplatten mit BGA-Komponenten
Das Routing von dicht positionierten Kontakten stellt eine schwierige Aufgabe für die meisten CAD-Tools dar.