Highspeed Serial ueber Backplane?

Moin!

"Highspeed Serial"-Signale (3,125 GBit/s auf 100 Ohm(?) differentiell) zwischen FPGAs auf mehreren 19"-Baugruppen würde ich am liebsten über die Backplane legen. Kann man da auf die normalen Messer-/Federleisten zurückgreifen, wenn man die Leiterbahnen in den Einschüben kurz hält und bei der Backplane auf die Impedanzen achtet?

Oder gibts sowas wie RJ45 ohne Rastnase für Backplane-Montage, wahlweise zum Einlöten oder für Kabel?

Dank und Gruß, Michael.

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Michael Eggert
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Haarig. Normalerweise nimmt man dann Spezialstecker. Vielleicht mal Erni fragen. IIRC ist das eine EU-Firma aber deren Web Site ist derzeit kaputt.

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Bei uns werden solche Stecker oft unter "Airmax" verkauft. Von Press-Fit halte ich allerdings nichts, ist nur ein Beispiel, weiss nicht was es bei Euch so gibt.

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Wenn es unbedingt Standard-DIN (VG-Leisten?) sein muss, ausprobieren. Pulse in ein Koax schicken, durch DIN-Stecker/Buchse, wieder auf Koax. Eine Seite mit Picosekunden Flanken treiben, andere Seite in 50ohm Eingang eines Sampling Scopes. Auf jeder Seite der DIN Stecker Chose ein

0603 Widerstand in Serie. Mit deren Werten (beide gleichzeitig im selben Wert) spielen bis sich ein Minimum an Stosstelle ergibt und dann beurteilen ob das gut genug ist. Beachten dass es immer zwei Stosstellen geben wird. Koaxkabel-Impedanz plus Widerstandswert waere dann die Zielimpedanz fuer das Layout und den Abschluss.

Uebersprechen ist bei solchen Steckern ein Problem. Ich habe dann immer Masse-Pins zwischengesetzt aber dabei verplempert man viele Kontakte. Wichtig: Bei Diff-Uebertragung unbedingt zwei nebeneinander liegende Pins nehmen. Also z.B. 16a und 17a. Nicht 16a und 16b, den dann haette man unterschiedliche Laengen und das gibt Aerger. Und wenn es geht "a" nehmen, ist kurzer im Pfad.

Disclaimer: Ich habe sowas bisher nur analog eingesetzt und fuer Pulse, nicht fuer schnelle Datengeschichten wo am Ende irgendwelche Standard-Chips dransassen.

3Gbps ueber RJ45? Mutig, mutig, Du machst mir in Sachen Kostendruecken wohl langsam Konkurrenz :-)

BTW, falls es nur wenige Datenkanaele sind, es gibt diese DIN Steckerleisten auch mit Mischbestueckung wo dann mehrere Koaxverbindungen enthalten sind. Sogar mit Faseroptik. Kostet aber.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Morgen Jörg,

Ich bin mir nicht sicher aber soweit ich mich erinnere sind die 100 Ohm Impedanz zwischen 16a und 16b. Die Länge muss nach den Stecker ausgeglichen werden. Hierzu gibt es vom Hersteller eine Tabelle mit den elektrischen Laufzeiten für die unterschiedlichen Pins.

MfG, Johannes

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Johannes Schöller

Am 22.02.2012 07:56, schrieb Johannes Schöller:

Ob Pin a oder b ist für diesen Anwendung doch wohl sophistisch. Wenn Simulationen tatsächlich hier signifikante Unterschiede ergeben sollten, was ich bezweifele, muß gemessen werden. Dann kommt man um entsprechende Prüf-/Meßmöglichkeiten ohnehin nicht herum.

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mfg hdw
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Horst-D.Winzler

Lyrtech benutzt für seinen RapidCHANNEL (das ist eigentlich auch nix anderes) spezielle HF-taugliche Leitungen,

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die durch Öffnungen in der Vorderseite geführt werden.

Gruß Henning

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Henning Paul

Hi Michael,

Wenn Du schon den RJ45 ins Spiel bringst, schlechter wird kein Backplanestecker sein. Nur wirst Du bei den Frequenzen nicht mehr umhin kommen, auf der Platine entsprechend zu kompensieren, was der Stecker kaputt gemacht hat. So läuft das bei RJ45 auch. Wenn Du meinst, dass Du da einfach die Buchse einsetzt und gut seis, dann hast Du Dich getäuscht.

Wichtiger als die Frage, ob die Daten über Deinen Stecker gehen ist die Frage, was sonst noch auf dem Stecker rüber will, ggfs gestört wird oder störungen in die Datenleitung einspuckt. Ich hatte zu meinen CAT5e Dosen-Zeiten ein paar Messadapter gestrickt, mit banalen 100 mil Federleisten. Die sahen billig aus, waren aber einfacher und besser als das ganze RJ45 Gelumpe.

Marte

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Marte Schwarz

Moin!

Da hab ich wohl nicht die Messmittel, unser schnellstes Scopes geht glaub ich nur bis 1 GSa/s.

Hm, hast Recht... War mein erster Gedanke bei "symmetrisch" und "GBit", aber bei der üblichen Verteilung der Paare kann die Impedanz der Netzwerkstecker ja auch nicht so definiert sein.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Moin!

Schön, in der Serie gibts auch "edge contact", da könnte man vielleicht was draus machen.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Michael Eggert schrieb:

Hallo,

willst Du von einem Sender an genau einen Empfänger, oder sind es mehrere Empfängeram gleichen Signal? Im ersten Fall müssten die Leiterbahnen in den Einschüben nicht kurz sein, im zweiten allerdings sehr kurz, eine Viertelwellenlänge bei der Frequenz auf der Platine sind doch nur etwa 16 mm. Einschließlich der Länge der Messer-/Federleisten bleiben da für die Einschübe nur wenige mm übrig.

Bye

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Uwe Hercksen

Moin!

1 -> 1. Allerdings wärs vielleicht praktisch, pro Signal mehrere Buchsen auf der Backplane zu haben - aber nur in einem steckt ein Empfämger drin.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Michael Eggert schrieb:

Hallo,

allein die Buchsen auf der Backplane ohne einen Stecker drin wären bei

3,125 GHz schon unangenehm lange Anzapfungen der Übertragungsleitung. Wenn noch ein Stecker ohne Leiterbahnen dran drinnsteckt wirds noch schlimmer.

Bye

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Uwe Hercksen

Ein Spektrumanalyzer geht auch, damit kann man zumindest Fehlanpassungen feststellen, denn die ergeben Resonanzen. Ich mache das ziemlich profan mit einem HP-11667A Splitter, aber irgendwann goenne ich mir mal einen Richtkoppler der bis in die Gigahertze geht.

BTW, sofern ein eventuelles Verbot der Gebrauchtbeschaffung umschiffbar ist (wuerde ich alles dransetzen) sollte sich gerade fuer Euch die Anschaffung eines alten Tektronix Sampling Scope lohnen. Fuer wenige Tausend ist man dabei. Oder einen neuen USB Sampler in dieser Art (die Firma kenne ich aber noch nicht):

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M.W. ist er inzwischen durch ein 11GHz Modell ersetzt, fuer ein paar hundert Dollars mehr.

[...]
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Gruesse, Joerg

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Joerg

Bei mehreren Buchsen muessen die Verbinder auf der Back Plane so kurz und gedrungen wie moeglich sein, sonst hast Du haufenweise Stubs und auf dem TDR Plot sieht das aus wie ein Mundwurf.

Ein handfestes Problem ergaebe sich trotzdem und das kann man realistisch nur durch haendisches Auftrennen oder automatisch angewaehlte Multiplexer loesen: Wenn Du an Buchse #1 einspeist und an Buchse #3 abnimmst, aber es kommt noch ein Stueck Leitung mit mehreren Buchsen und die letzte ist irgendwo hinter der hollaendischen Grenze dann gaebe das eine sehr ueble Resonanz. Bis einige hundert MHz kann man das loesen indem man die Back Plane a la VME Bus an beiden Enden terminiert aber bei 3GHz klappt das nicht recht.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Man koennte das ausmaeandern aber bei 3GHz ist sowas nicht immer von durchschlagendem Erfolg gekroent weil auch das eine zumindest weiche Stosstelle gibt. Bisher hatte ich bei schnellen Pulsen immer die "a" Reihe benutzt, gab die besten Flanken. Die "b" Reihe dann als Masseschirm drueber. Das war die billigste Art rund ein Dutzend Pulse rueberzubringen wo die Position der Flanken gegenseitig sehr kritisch ist. So ein 96-poliger Stecker kostet ja nur rund einen Dollar.

Ansprechen des Herstellers ist eine gute Idee, obwohl ich da heutzutage nicht mehr die Welt erwarten wuerde. Mit sowas ist man meist allein. Ok, bis auf diesen Stammtisch "Zum Goldenen Loetkolben", wie Klaus mal schrieb :-)

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Funktioniert hier bei uns in mittlerweile hoher Stückzahl (600 Geräte, jedes mit einer backplane, die mehr als ein Dutzend gepresster vielpinniger Ernis enthält), mit 0 Ausfällen, bis auf einen in der Fertigung, bei dem der Verpresser geschlampt und ein pin umgebogen hat. Dabei durchaus auch in ekliger Umgebung im Einsatz, Industrie, siffige Atmosphäre und so.

Bei den früheren Geräten mit den verlöteten Steck-und Messerleisten waren die Fehler definitiv häufiger...

-ras

--

Ralph A. Schmid

http://www.schmid.xxx/ http://www.db0fue.de/
http://www.bclog.de/
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Ralph A. Schmid, dk5ras

Bei meinen Kunden umgekehrt, obwohl das Verpressen bei vom Hersteller empfohlenen Profibetrieben geschah. Meist ein Dutzend Slots a drei DIN Buchsen, jede 96-polig. Einmal kam ein Vertriebix und wollte den Kram dem naechsten Kunden andrehen. 99.9x Verbindungssicherheit, verkuendete er. Ich ueberschlug das mal schnell, meldete mich. "Ja bitte?" ... "Das hiesse dass bei uns statistisch x Pins schlecht oder nicht kontaktiert waeren. Koennten Sie uns sagen welche das sein werden?" ... Das Meeting war da ploetzlich zu Ende :-)

Allerdings haben wir auch kein RoHS und mit dem normalen Lot kamen die Kunden praktisch auf Null Ausfaelle.

--
Gruesse, Joerg

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Joerg

Hi!

Stimmt. Nur ob das Signal noch sauber zu detektieren wäre, findet man damit nicht raus.

Nunja - ich fürchte nur, daß "wer misst, misst Mist" in diesem Frequenzbereich noch viel mehr zuschlägt als sonst schon. Ob man damit also zu einer verlässlichen Aussage kommt?

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Moin!

Mit so kleinen Verbindern wie für SATA oder den von Henning gezeigten sollte das ja nicht so das Problem sein.

Hm stimmt schon, den Bus könnte man zwar terminieren, aber dann hängen die Sender/Empfänger an Stubs. Ist wohl besser, für unsere 2-3 unterschiedlichen zu testenden Konfigurationen einfach je eine eigene Backplane zu machden.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Eventuell sogar besser als mit einem Scope weil Network Analyzer bzw. Spectrum Analyzer mit Tracking Generator mehr Dynamikbereich haben. Die Grundzuege sind hier erklaert:

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Waere natuerlich schoen wenn man die Daten in Excel Format rausbekommt. Wer sowas hinzimmert hat dann bald Guru-Status in der Firma :-)

Doch, schon. Man sieht ja was der Empfaenger-Chip an Signal reinbekommt. Die Instrumentierung ist mit diesen USB Kaesten ja denkbar einfach und vor allem bezahlbar geworden. Danach muss man nur noch sauberst bei den Anschluessen arbeiten. Also keine Tastkoepfe oder solchen Sperenzchen. Alles huebsch mit hochwertigem Koax und SMT Widerstaenden. Z.B. ist das Mitschreiben eines exakt repetierenden Signals kein Akt: Man nimmt ein Koax mit SMA (bei 3GHz ist BNC fuer TDR nicht mehr so der Hit), ein Ende ist unkonfektioniert oder abgeschnitten. Daran kommt ein induktionsfreier 950ohm Widerstand der Baugroesse 0603. Masse direkt auf Ground Plane aber ohne dass aus dem Geflecht erst in eine Wurst gedreht und verzinnt wird. Dann das andere Ende des Widerstandes an den Signalpfad. Alles super-kurz halten. So bekommt man ein recht genaues

20dB abgeschwaechtes Abbild dessen was auf dem Signalpfad los ist.

Der Trick ist eben das Repetieren. Echtzeit bei 3Gsps mitzuschreiben geht zwar auch, aber wird schmerzhaft teuer.

Ganz wichtig ist mit sauberen Pulsgeneratoren zu arbeiten. Ich habe fuer solche Zwecke extra einen dicken PM5785 hier stehen, der ueber 1GHz Flankenspektrum aber noch einen LVDS Chip hinten dran braucht. Ist was aelter, doch spektral ziemlich rein. Am besten ist wenn der TDR-Kasten gleich einen Generator drin hat, nur sind die manchmal nicht steilflankig genug und eher zum Triggern gedacht.

Ekliger ist 480Mbps USB weil dort die Diff-Uebertragung z.B. beim End-of-Packet verletzt wird. Das Problem haben wir derzeit bei einem Kunden. Klappt zwar jetzt alles aber wir muessen die Margen nachmessen und ich kann aufgrund andere Projekte akut da nicht hinfahren.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Ja, das muesste noch gutgehen. Sind ja "nur" 3Gsps :-)

Oder wenn es nur wenige zu uebertragende Signale sind mehrere Leitungen parallel vorsehen und immer die zum Zielort passende zu nehmen. Ansonsten sind Jumper recht dankbare Gesellen. Selbst die normalen funktionieren in dem Bereich noch brauchbar. Alternativ "Sacrificial Spots" vorsehen, also Leotstopplack je einmal hinter jedem Slot punktuell ueber der Transmission Line weglassen, dafuer sorgen dass dort nichts auf anderen Layers drunterher laueft. Da kann man dann zwecks Unterbrechung mal kurz mit der Dremel drantitschen. Aber mit Augenschutz, diese Disks brechen dabei schonmal und die Brocken fliegen schnell und weit.

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Gruesse, Joerg

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Joerg

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