มีพินกราวน์และพินกี่ตัวในตัวเชื่อมต่อ?

ฉันกำลังออกแบบบอร์ดลูกสาวสำหรับโครงการ มีหมุด I / O 35 ตัวที่ต้องไปที่บอร์ด ฉันจะกำหนดจำนวนพินกราวน์และพินกำลังที่จะรวมได้อย่างไร ฉันจะกำหนดตำแหน่งของพินเหล่านั้นได้ตลอดตัวเชื่อมต่อได้อย่างไร

ฉันรู้ว่าสิ่งนี้จะไม่ดีอย่างที่ฉันบอก:

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

ฉันคาดเดาบางสิ่งเช่นนี้ไม่ได้ดีกว่า:

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

บอร์ดสำหรับไมโครโปรเซสเซอร์ฉันจะเปลี่ยนจาก breadboard เป็น PCB และพยายามที่จะเรียนรู้เมื่อฉันไป :)

23 พินเป็นสายที่อยู่, 8 สายข้อมูลและ 4 สายสัญญาณ (อ่าน, เขียน, เปิดใช้งานชิปและทิศทาง) ไม่มีสายนาฬิกาบนกระดานนี้ แต่อาจมีคนอื่นที่ฉันจะทำ นาฬิกาของไมโครโปรเซสเซอร์จะเป็น 50MHz หรือน้อยกว่าลงไป <1MHz ตัวเชื่อมต่อนั้นจะเป็นหมุดมาตรฐานขนาด 1 "

— Justin808
แหล่งที่มา

ความยาวที่คาดหวังของสายรัดและรายละเอียด IO ของโปรเซสเซอร์คืออะไร (เวลาเพิ่มขึ้นและลดลง)

— Krunal Desai

@KrunalDesai - พูดตามตรงฉันไม่ได้คาดหวังว่าทั้งหมดนี้จะเป็นเรื่องสำคัญ :) เวลาขึ้น / ลงคือ 5ns ฉันวางแผนว่าจะเป็นหมุดหัวชาย 2 แถวที่ระยะห่าง. 1 "เพื่อเสียบเข้ากับหัวผู้หญิงโดยตรงบนกระดานหลักแม้ว่าฉันจะเห็นประโยชน์ของสายริบบิ้นขนาด 2-3 ซม. เช่นกัน

— Justin808

แต่ฉันมีโครงการ Beaglebone Black ที่ทำงานที่เกือบ 50 MHz โดยมีรูปแบบพินคล้ายกับไดอะแกรมแรกของคุณ (0.1 "ส่วนหัว) และทำงานได้อย่างสมบูรณ์ยังไม่ได้ทดสอบ EMC แต่ระบบหลาย ๆ อัตราข้อมูลชนิดนี้ทำงานได้ดีโดยมีพินกราวน์จำนวน จำกัด เท่านั้น

— The Photon

อานี่เป็นบอร์ดต่อบอร์ด โอกาสที่จะเพิ่มขึ้น / ลดลง 5ns ครั้งคุณจะไม่ต้องกังวลกับเอฟเฟกต์ของสายส่ง Samtec สร้างตัวเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ดที่มีใบมีดแข็งขนาดใหญ่เพื่อรองรับกำลังไฟ / กราวด์ล้อมรอบด้วยคู่สัญญาณและหมุด นั่นจะทำให้คุณค่อนข้างดี

— Krunal Desai

+! สัญญาณและ gnds ควรอยู่ใกล้. Power คิดว่ามันเป็นพื้นถ้าการบายพาสนั้นดี

— ออทิสติก

คำตอบ:

มีหนังสือยอดเยี่ยมจาก Henry Ott ที่ครอบคลุมสิ่งนี้ - โชคไม่ดีที่ฉันไปพักผ่อนดังนั้นฉันไม่สามารถถ่ายรูปแผนภาพที่เกี่ยวข้องได้ หนังสือเล่มนี้เป็นแม่เหล็กไฟฟ้าความเข้ากันได้ทางวิศวกรรม

นี่คือบางจุดด่วนว่า:

จากมุมมอง DC power อุปกรณ์ของคุณต้องการกระแสเท่าไหร่? ดูการจัดอันดับของตัวนำแต่ละตัวลดอัตราถ้าจำเป็นเพื่อให้ระยะห่างของตัวคุณเองและเลือกตามจำนวนหมุดกำลัง จำไว้ว่าคุณต้องการพลัง 1: 1 ในการกราวด์
จาก AC POV คุณต้องการลดพื้นที่วนกลับของสัญญาณทั้งหมดของคุณให้น้อยที่สุด คุณต้องการให้สัญญาณแต่ละตัวมี GND / return ติดกันทันที - มีสองรูปแบบดังนี้:

SGGSGGSGGSGGS (หนึ่งต่อสองกราวด์ต่อสัญญาณไม่มีสัญญาณที่อยู่ติดกัน)

GSSGSSGSSGSSG (หนึ่งกราวด์ต่อสัญญาณยังคงใช้พื้นที่ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น)

ความคิดคือการลด crosstalk และปล่อยรังสี ในขณะที่ซีตามเส้นทางของความต้านทานน้อยเอซีตามเส้นทางของน้อยสมรรถภาพ ในกรณีนี้การให้เส้นทางย้อนกลับที่อยู่ติดกับสัญญาณทันทีจะช่วยลดขนาดของลูปปัจจุบันโดยรวมลดการปล่อยรังสีของคุณ

นอกจากนี้ทั้งหมดเหล่านี้เป็นแบบปลายเดี่ยวหรือไม่ ที่แตกต่างกัน? คาดหวังอัตราสัญญาณ? ต้องการอัตราการใช้ขอบ ?

— Krunal Desai
แหล่งที่มา

นี่คือคำแนะนำที่ดี ยิ่งอัตราสัญญาณของคุณเร็วขึ้นเท่าไรสายเคเบิลของคุณก็จะยิ่งมีความยาวมากขึ้นเท่านั้นก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น ดังนั้นหากคุณมีการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ด (ไม่มีสายเคเบิล) พร้อมสัญญาณความเร็วต่ำคุณสามารถโกงได้เล็กน้อย คำแนะนำอีกเล็กน้อยที่ฉันมีคือคุณควรพิจารณาว่าสัญญาณบางอย่างเป็นสัญญาณก้าวร้าว (เช่นนาฬิกา) หรือสัญญาณเหยื่อ (สัญญาณอะนาล็อกที่มีการยุติอิมพีแดนซ์สูง) คุณควรหลีกเลี่ยงการรุกรานจากผู้ที่ตกเป็นเหยื่อในการพินและแยกจากกันโดย GND โชคดี!

— mkeith

รูปแบบแรกของคุณคือ 2 บริเวณต่อสัญญาณ หนึ่งกราวด์ต่อสัญญาณจะเป็น GSGSGSGSGS

— WhatRoughBeast

อ๊ะใช่ - ฉันจะแก้ไขสิ่งนั้นเพื่อสะท้อนสิ่งที่ฉันตั้งใจจริงซึ่งไม่มีสัญญาณติดกันอย่างน้อยหนึ่งสัญญาณต่อกราวน์

— Krunal Desai

มันอาจเป็นประโยชน์ในการทำให้ชัดเจนว่าควรจะทำตามรูปแบบนี้บนตัวเชื่อมต่อหรือสายเคเบิล เช่นสาย FFC จะตรงกับตัวเชื่อมต่อ 1: 1; แต่สัญญาณของตัวเชื่อมต่อสายริบบิ้นนั้นอินเตอร์ลีฟต่อแถว จากความเข้าใจของฉันสัญญาณเดินทางผ่านสายเคเบิลนั้นสำคัญอย่างไร

— ฮันส์

ตกลง - ฉันจะอัปเดตคำตอบของฉันพร้อมไดอะแกรมที่เกี่ยวข้องสำหรับสาย FFC / สายริบบิ้น แม้ว่าจะมีความตั้งใจที่จะจับคู่สายเคเบิลเช่นบนสายริบบิ้นสายสัญญาณแต่ละเส้นจะมีสายส่งคืนอย่างน้อยหนึ่งเส้นที่อยู่ติดกับสายเคเบิล

— Krunal Desai

สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ดฉันมักคิดว่าตราบใดที่สัญญาณแต่ละสัญญาณอยู่ติดกับพื้นดินอย่างน้อยหนึ่งจุด (รวมทั้งแนวทแยงมุม) พื้นที่ลูปจะถูกย่อให้เล็กที่สุดเพื่อประสิทธิภาพ EMC ที่ดี ฉันมักจะจบลงด้วยบางสิ่งเช่นนี้ในตัวเชื่อมต่อ 2 แถว:

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

หรือแม้กระทั่ง:

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

โดยรวมแล้วทั้งสองรูปแบบมีสัญญาณประมาณสามสัญญาณสำหรับแต่ละพื้นดิน สี่ 35 I / O สัญญาณของคุณฉันจะมีประมาณ 12 เหตุและใช้ขั้วต่อ 48 หรือ 50 พิน บางส่วนของพื้นที่สามารถถูกแทนที่ด้วยหมุดไฟตราบใดที่มี decoupling ที่ดีระหว่างพลังงานและพื้นดินบนกระดานทั้งสอง

— เดฟทวีด
แหล่งที่มา

โอ้ฉันไม่ได้คิดถึงเส้นทแยงมุม - มันสมเหตุสมผลดี ฉันอยากรู้ว่าจะหาปริมาณของเส้นทแยงมุมได้ดีแค่ไหน แต่ฉันซื้อว่ามันให้ประสิทธิภาพ EMC ที่ดีเช่นกัน

— Krunal Desai