コネクタにはいくつのグランドピンと電源ピンが必要ですか?


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プロジェクトのドーターボードを設計しています。ボードに接続する必要がある35個のI / Oピンがあります。含めるグランドおよび電源ピンの数を決定するにはどうすればよいですか?コネクタ全体でこれらのピンの配置を決定するにはどうすればよいですか?

私が言われたように、このような何かが悪いだろうことを知っています:

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

私はこのようなものはそれほど良くないと推測しています:

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

このボードはマイクロプロセッサ用で、ブレッドボードからPCBに移行します。

23本のピンは、アドレス線、8本のデータ線、4本の信号線(読み取り、書き込み、チップ有効、方向)です。このボードにはクロックラインはありませんが、私が作成する他のものにはあるかもしれません。マイクロプロセッサのクロックは50MHz以下、最低1MHz未満です。コネクタ自体は標準の.1 "ピンになります。


ハーネスの予想される長さとプロセッサのIO仕様(立ち上がり時間と立ち下がり時間)はどれくらいですか?
クルナルデサイ

@KrunalDesai-正直なところ、これがすべて問題になるとは思っていませんでした:)立ち上がり/立ち下がり時間は5nsです。私は、メインボード上のメスヘッダーに直接差し込むように間隔0.1"でのピンのこの男性のヘッダという2行に計画していますけれども、私は同様に2〜3センチメートルリボンケーブルの利点を見ることができました。。
Justin808

より多くのグラウンドが優れていますが、50 MHz近くで実行されるBeaglebone Blackプロジェクトがあり、ピンパターンは最初の図(0.1 "ヘッダー)に似ており、完全に機能します。ただし、EMCはテストしていません。この種のデータレートは、限られた数のグランドピンで十分に動作します
のPhoton

ああ、これはボードツーボードです。5nsの立ち上がり/立ち下がり時間を使用すると、伝送ラインの影響を心配する必要がなくなります。Samtecは、信号ペアとピンに囲まれた電源/グランドを運ぶための大きな固体ブレードを備えた、いくつかの素敵なボード間コネクタを製造しています。それは非常にうまくいくでしょう。
クルナルデサイ

+!信号とGNDSは近くにある必要があります。
自閉症

回答:


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これを扱ったヘンリー・オットの素晴らしい本があります。残念ながら私は休暇中なので、関連する図の写真を撮ることができません。本は電磁両立性工学です。

ただし、いくつかの簡単なポイントを次に示します。

  • DC電源の観点から、デバイスに必要な電流はどれくらいですか?各導体の定格を確認し、必要に応じて定格を下げてマージンを確保し、それに応じて電源ピンの数を選択します。接地には1:1の電力が必要であることを忘れないでください。
  • AC POVからは、すべての信号のループリターンエリアを最小限に抑える必要があります。各信号に独自のGNDを持たせ、すぐ隣に戻すようにします。これを行うには2つのスキームがあります。

SGGSGGSGGSGGS(信号ごとに1〜2アース、隣接信号なし)

GSSGSSGSSGSSG(信号ごとにまだ1つのグランド、スペースのより効率的な利用)。

考え方は、クロストークと放射を最小限に抑えることです。DCは最小抵抗の経路をたどりますが、ACは最小インピーダンスの経路をたどります。この場合、信号のすぐ隣にリターンパスを設けると、電流ループ全体のサイズを最小限に抑え、放射妨害波を削減できます。

さらに、これらはすべてシングルエンドですか?差動?予想される信号レート?期待されるエッジレートは?


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これは良いアドバイスです。信号速度が速いほど、ケーブルが長くなり、ボードが大きくなるほど、このようにすることが重要になります。したがって、低速信号を使用したボード間(ケーブルなし)の相互接続がある場合は、少しごまかすことができます。私が持っているもう1つのアドバイスは、一部の信号がアグレッサ信号(クロックなど)なのか、被害者信号(高インピーダンス終端のアナログ信号)なのかを考慮する必要があるということです。ピンアウトで攻撃者を犠牲者から遠ざけ、GNDで分離する必要があります。幸運を!
mkeith

最初のパターンは、信号ごとに2つのグラウンドです。信号ごとに1つのグランドがGSGSGSGSGSになります。
WhatRoughBeast

おっと、はい-私はそれを編集して、隣接する信号ではなく、信号ごとに少なくとも1つのグランドである実際の意味を反映させます。
クルナルデサイ

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コネクタまたはケーブルでこのパターンに従う必要があるかどうかを明確にすることは有益かもしれません。たとえば、FFCケーブルはコネクタ1:1と一致します。ただし、リボンケーブルコネクタの信号は行ごとにインターリーブされます。私の理解では、信号がケーブルをどのように通過するかが重要です。
ハンス

同意-FFC /リボンケーブルの関連図で回答を更新します。ただし、このスキームは、ケーブル(リボンケーブルなど)で一致することを目的としています。各信号線には、少なくとも1本の戻り線が隣接しています。
クルナルデサイ

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基板間直接接続の場合、各信号が少なくとも1つのグランド(対角線を含む)に隣接している限り、良好なEMC性能を得るためにループ領域が最小限に抑えられると一般に考えています。私は通常、2列のコネクタでこのようなものになります:

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

あるいは:

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

全体として、いずれのスキームも各グランドに対しておよそ3つの信号です。4個の35個のI / O信号、約12個のグランドがあり、48または50ピンコネクタを使用します。両方のボードで電源とグランドの間に適切なデカップリングがある限り、一部のグランドは電源ピンに置き換えることができます。


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ああ、私は対角線については考えませんでした-それは完全に理にかなっています。対角線がどの程度うまく機能するかを定量化したいのですが、同様に優れたEMCパフォーマンスを提供するものを購入したいと思います。
クルナルデサイ
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