Try to imagine. Stellen Sie sich vor wenn Echtzeit das bedeuten würde, was das Wort sagt: Echtzeit. Technische Präsentation

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Birgit Egger
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1 Try to imagine Stellen Sie sich vor wenn Echtzeit das bedeuten würde, was das Wort sagt: Echtzeit. Technische Präsentation Copyrightinfo unitel Datum Version 0.9

2 New thinking. MCC-Basis MCC-Architektur

3 Architektur eines MCC Systems Multi-funktionales Träger System Dieser Begriff steht für die Architektur der komplexen Konstruktion und beschreibt das Produkt, welches in dieser Form weit über das Leistungspotential einer üblichen Leiterplatte steht. Die MCC Architektur bedingt u.a. eine Multilayerkonstruktion mit mindestens einem Stromversorgungsraum und einem Signalraum. Konsequente Einhaltung der Rückstromregel. Hardwaresysteme auf MCC Basis garantieren extrem hohe Bandbreiten in der Daten-Verarbeitung und -Übertragung bei maximaler Störsicherheit.

4 Im guten Glauben und in der Realität

5 Hochfunktionales High-Speed-Design Voraussetztungen Bauteilauswahl nach Flankensteilheit Simulation und Berechnung der Kondensatorgruppen Schaltplananpassung Multilayerkonstruktion Lagenaufbau Bildung von Strom und Signalräumen Impedanzdefiniertes Routing Differentielle Signalübertragung Einhaltung der Rückstromregel

6 Strom und Signalraum Single-Kern Signallage 1 GND 1 Vcc1 Vcc 2 +Vcc3 GND 2 Signallage 2 Signalraum Signalraum Single-Kern Segmentiert Stromversorgungsraum MCC: Multifunctional Circuit Carrier (System) Strukturaufbau mit 2 Signalräume und 2 getrennten Single-Kernen.

7 LVDS Masse bzw. GND Quelle: National Semiconductor Die Illusion schlechthin: Ein Symbol mit dem Impedanzwert 0

8 Signalintegrität Kundennutzen Geringstes Übersprechen zwischen den Signalleitungen durch konsequente Einhaltung der Hin- Rückstromregel Minimalste Fehlerraten in der Datenübertragung z.b. Rocket I/Os (XILINX), ca.180ppm/s = herkömmlich; <180ppm/24h = MCC Architektur Minimalste Störabstrahlung Größtmögliche Einhaltung der Störabstände in der Signalübertragung

9 Progress delivered. Stromversorgungs-Integrität Eine Ausgangslage gesamtheitlich betrachten, statt Gewohntes einfach zu beschleunigen.

10 Aufgaben von Stromversorgungssystemen Stützung Bereitstellen ausreichender Ladung zur Versorgung der Bauelemente Absorption Reduktion der Abstrahlung von eingebrachter Störenergie

11 Segmentierung der Stromversorgungsflächen I Stromversorgungsfläche VCC Single-Kern segmentiert Stromversorgungsraum Single-Kern Basis: Rechteckige VCC-Plane ohne Schlitz

12 Segmentierung der Stromversorgungsflächen II Kondensatorgruppen Probes Stromversorgungsfläche VCC 9,9cm x 13,9cm ohne Segmentierung. Kondensatorgruppenberechnung: Die VCC-Plane bildet ein korrektes Rechteck Kurvengrafik: VCC-Plane 3D-Impedanz-Grafik: VCC-Plane Kurvengrafik: Betrag der Impedanz der gegenwärtig ausgewählten Kondensatorgruppe in Verbindung mit dem Power-System (Näherungsrechnung ohne räumliche Ausdehnung). Betrag der Impedanz des kompletten Power-Systems an der Position des Probe-Ports (Finite-Elemente-Simulation) 3D-Impedanz-Grafik: Die Maximalwert-Darstellung zeigt für alle Positionen des Power-Systems den höchsten im gesamten ausgewerteten Frequenzbereich ermittelten Betrag der Impedanz.

13 Stromversorgungsintegrität Kundennutzen Ausgezeichnete Ergebnisse in der EMV Halle Minimalste Störabstrahlung aus dem Versorgungssystem Deterministisches Verhalten Ihrer Schaltungen Keine diffusen Hardwarefehler Einfache und nachvollziehbare Funktionsanalysen Leichtere Testbarkeit Keine Abhängigkeiten vom Nutzungsgrad Ihrer Schaltungen und/oder Ihrer Software Stabile Funktion der Burst Mechanismen Weniger Nervenstress im EMV Testhaus

14 3D-Impedanz-Grafik: VCC GND 120µm Abstand und Schlitz Schlitz Kondensatorgruppe

15 Segmentierung der Stromversorgungsflächen III Segment A 3V3 Segment B 2V5 Kondensatorgruppenberechnung:! Problemstellung: Segment A bildet ein nicht erlaubtes Polygon (Sonderfall eines Schlitzes) Kondensatorgruppen Probes Fläche 9,9cm x 13,9cm mit Segmentierung 4,9cm x 6,9cm. 3D-Impedanz-Grafik: VCC-Plane Kurvengrafik: VCC-Plane

16 Herkömmliche Boardkonstruktion 50 MHz 150 MHz 250 MHz 300 MHz Aussichtslos!

17 meltemi ARM-7 CPU-Clock 66MHz EMV-Halle 250 MHz 66 MHz 462 MHz Die Grundfrequenz von 66 MHz ist kaum zu sehen. Die Spitze bei 250 MHz ist auf eine Frequenzverdoppelung im FPGA durch einen zweiten 125MHz LVDS-Oszillator zurück zuführen.

18 It becomes imaginable. Der Nutzen Ein Prinzip von Unitel ist es, die optimale Lösung für ein komplexes Problem zu finden.

19 Unitel Workflow Funktionalität EMV Entwicklungsaufwand Unser Angebot Redesign-Zyklus Produzierbarkeit Be-/Entwärmung Nachhaltigkeit

20 Reality. Now. Das wird jetzt Wirklichkeit. No fiction. Just science. Vielen Dank!

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