High-Speed-Design von elektronischen Baugruppen und Systemen

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1 TAE Technische Akademie Esslingen Ihr Partner für Weiterbildung seit 60 Jahren! In Zusammenarbeit mit dem VDE-Bezirksverein Württemberg e.v. (VDE) Unterstützt durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg aus Mitteln des Europäischen Sozialfonds. Förderung zu 30 % bzw. 50 % durch das Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Württemberg. Zuschuss unter Vorbehalt der Mittelzusage und der Förderfähigkeit. Maschinenbau, Produktion und Fahrzeugtechnik Tribologie Reibung, Verschleiß und Schmierung Elektrotechnik, Elektronik und Energietechnik Informationstechnologie Medizintechnik und Gesundheitswesen Bauwesen, Energieeffizienz und Umwelt Betriebswirtschaft und Arbeitskompetenz Management und Führung High-Speed-Design von elektronischen Baugruppen und Systemen Theorie, Simulation, Realisierung Leitung Dr.-Ing. Helmut Katzier, Ingenieurbüro für Aufbau- und Verbindungstechnik, München Seminar in Ostfildern-Nellingen, An der Akademie bis 17. März 2017 Veranstaltung Nr

2 High-Speed-Design von elektronischen Baugruppen und Systemen Ziel des Seminars Viele elektronische Baugruppen und Systeme arbeiten heute mit sehr schnellen digitalen Signalen. In den nächsten Jahren werden die Datenraten noch weiter deutlich steigen. Zur effizienten Entwicklung von aktuellen digitalen Baugruppen und Systemen ist ein fundiertes Wissen in vielen unterschiedlichen Bereichen erforderlich. Im Gegensatz zu den klassischen Hochfrequenzschaltungen werden bei digitalen Schaltungen höhere Anforderungen an die Signalintegrität und besonders an die Breitbandigkeit der Übertragung gestellt. Kenntnisse über das genaue physikalische Verhalten unterschiedlicher Aufbau- und Verbindungskomponenten, wie Leiterplatten, Kabel, Steckverbinder, Chip-Gehäuse usw., ist für ein zuverlässiges Design von digitalen Baugruppen und Systemen unabdingbar. Darüber hinaus werden zur effizienten Entwicklung solcher Systeme geeignete Werkzeuge und Methoden benötigt, deren genaue Kenntnis für einen Entwickler ebenso von großer Bedeutung ist. Die Teilnehmer lernen Grundlagen über das physikalische Verhalten der wesentlichen Aufbau- und Verbindungskomponenten. Dazu zählen unter anderem Leitungsimpedanzen, Verkopplungen, Reflexionen, Dämpfung und Abblockung von Leitungen, Mäanderleitungen, Durchkontaktierungen, Steckverbindern, Kabeln usw. Für diese Komponenten werden Simulationsmodelle hergeleitet und typische Modellparameter angegeben. Jeder Teilnehmer erhält die Möglichkeit, mittels elektrischer Simulationen mit dem Programm LTSpice das physikalische Verhalten der verschiedenen Komponenten zu untersuchen. Am Ende des Seminars wird eine komplette digitale Übertragungsstrecke zwischen Sender und Empfänger elektrisch simuliert. Mithilfe eines Feldberechnungsprogramms wird das

3 physikalische Verhalten unterschiedlicher Übertragungskomponenten veranschaulicht, und es werden Strategien zur Designoptimierung aufgezeigt. Auch die prinzipiellen Messmethoden zur Analyse digitaler Übertragungsstrecken im Zeit- und Frequenzbereich werden behandelt. Nach Abschluss des Seminars kennen die T eilnehmer die wesentlichen physikalischen Wirkungsweisen der Übertragungskomponenten und wissen entsprechende Optimierungsmaßnahmen mit den geeigneten Methoden und Verfahren für ein zuverlässiges Baugruppen- und Systemdesign gezielt einzusetzen. Teilnehmerkreis Das Seminar richtet sich an Baugruppenund Systementwickler sowie PCB-Designer im Bereich der digitalen High-Speed-Signalübertragung. Referenten Dr.-Ing. Helmut Katzier Ingenieurbüro für Aufbau- und Verbindungstechnik, München Dipl.-Ing. Bernd Rosenberger Rosenberger Hochfrequenztechnik, Tittmoning Dr. Matthias Tröscher CST AG, München Programm Mittwoch, 15. März bis und bis Uhr 1. Einführung (H. Katzier) > Was bedeutet High Speed? > Schmalbandigkeit versus Breitbandigkeit > Hochfrequenz versus High-Speed-Design > Entwicklungstrends 2. Digitale Signale (H. Katzier) > Power- und Signalintegrität > Augendiagramme > Frequenzbereichsdarstellungen

4 > Streuparameter > Frequenzbereich versus Zeitbereich > Basiswissen Chip-Technologie > Struktur der I/O-Zellen > Jitter > Signal-Conditioning 3. Signalintegrität (B. Rosenberger) > aktuelle Herausforderungen > Signalintegrität im Zeit- und Frequenzbereich > Signalintegrität und EMI > Signalintegritäts-Simulationen und Beispiele 4. Basiswissen zu Simulationen mit SPICE (H. Katzier) > Einführung in SPICE > Simulationen mit LTSpice > Simulationsbeispiele 5. Elektromagnetische Felder > Felder im freien Raum > Felder in verlustbehafteten Materialien > leitungsgebundene Felder > Impedanz > Ausbreitungsgeschwindigkeit 6. Leitungen (H. Katzier) > Grundlagen der Leitungstheorie > Gleichstrom- und Skin-Effektverluste > Formeln zur Berechnung der Leitungs - verluste > Simulation von einzelnen und verkoppelten Leitungen > Differentielle Übertragung > Differential Mode versus Common Mode > Charakteristische Parameter > Simulation im gekoppelten Zweileitersystem 7. Leitungslaufzeiten (H. Katzier) > Laufzeiten in homogenen Isolationsmedien > Unterschiedliche Laufzeiten bei inhomogenen Isolationsmedien > Berechnung und Messung der Laufzeiten > Laufzeiten von Differential Mode/Common Mode > Gleichlängenkompensation bei differentiellen Leitungen

5 8. Leitungsverluste (H. Katzier) > Frequenzabhängige Verluste > Skin-Effekt > Dielektrische Verluste > Dispersion Donnerstag, 16. März bis und bis Uhr 9. Impedanzen (H. Katzier) > Grundsätzliche Bedeutung der Impedanz > Impedanzen in der Übertragungsstrecke > Impedanzprofil > Impedanz bei Einzelleitungen > Impedanzen bei gekoppelten Leitungen > Zweileitersystem: Betriebszustände > Zweileitersystem: symmetrischer Betrieb > Zweileitersystem: unsymmetrischer Betrieb > Zweileitersystem: symmetrischer und unsymmetrischer Betrieb > Auswirkungen der Impedanzen auf das Augendiagramm > Messung der Impedanzen > Simulation der Impedanz (TDR-Simulationen) 10. Reflexionen und Transmission (H. Katzier) > Zeitbereich > Frequenzbereich > im Zweileitersystem > Simulationsbeispiele 11. Nebensprechen (H. Katzier) > Definition > Internes und Externes Nebensprechen > Internes induktives und kapazitives Nebensprechen > Internes Nah- und Fernnebensprechen > Externes Nah- und Fernübersprechen > Simulationsbeispiele für das Nebensprechen (Verhalten des Betriebswellenwiderstandes) > Messung des Nebensprechens > Laufzeit in Abhängigkeit der Flankensteilheit und Dielektrizitätszahl

6 12. Komponente: Leiterplatte (H.Katzier) > Grundlagen der Leiterplattentechnologie > > elektrische Anforderungen > > Basismaterialien > > elektrische Parameter > > Messung der elektrischen Parameter > Materialien für High-Speed-Übertragung > Leitungsführung in der Leiterplatte > > Auswirkungen der Technologieparameter auf die Impedanzen > > Leiterbreiten, Leiterdicke, Rauheit, Glasgeflecht > > optimale Materialauswahl > Durchkontaktierungen > Resonanzen > PCB-Design > > Lagenaufbauten und Leitungsführung > > Kostenaspekte > > Abblockung 13. Komponente: Steckverbinder (H. Katzier) > Basiswissen Steckverbinder > Steckverbindertypen für die High-Speed- Übertragung > elektrische Eigenschaften > Impedanzprofil > Nebensprechen > Auswirkungen der Steckverbinder auf die High-Speed-Übertragung > Modellierung von Steckverbindern > SPICE-Simulation von Steckverbindern 14. Komponente: Kabel (H. Katzier) > Basiswissen Kabel und Leitungen > Kabeltypen für die High-Speed-Übertragung > elektrische Eigenschaften > Modellierung von Kabeln > SPICE-Simulation von Kabeln 15. Komponente: Chip-Gehäuse (H. Katzier) > Basiswissen Gehäusetechnologie > elektrische Eigenschaften > Modellierung von Chip-Gehäusen > SPICE-Simulation von Chip-Gehäusen

7 Freitag, 17. März bis und bis Uhr 16. Modellierung und Simulation mit Feldberechnungsprogrammen (M. Tröscher) > Basiswissen > Modellierungsmethoden > Durchkontaktierungen > Leitungssysteme > Mäanderleitungen > Stecker > Kabel > Abblockung > Regelbasierte Analyse 17. Messung von Übertragungsstrecken (H. Katzier) > Zeitbereichsmessungen mit der TDR-Methode > Messung der Impedanzen im Zeitbereich > Frequenzbereichsmessungen mit dem Netzwerkanalysator 18. Modellierung > Modellierungsverfahren > Modellierung von Leitungen > Modellierung von Durchkontaktierungen > Modellierungen von Steckverbindern

8 Sie melden sich an Bitte nennen Sie Veranstaltung Nr Veranstaltungstitel Vor- und Nachname, Anschrift Telefon, Telefax, per Post Technische Akademie Esslingen e.v. An der Akademie 5, Ostfildern per Telefon Heike Baier Anmeldung per Telefax per per Internet Wir reservieren auch Ihr Hotelzimmer. Wir berechnen EUR 1.380,- mehrwertsteuerfrei Im Falle Ihrer Förderfähigkeit ( gilt nur für Baden-Württemberg) reduziert sich die Gebühr bis zum 49. Lebensjahr um 30 %. Sie erhalten 50 % Ermäßigung, wenn Sie förderfähig sind und vor oder während des Seminars das 50. Lebensjahr vollenden. Im Preis sind Arbeitsunterlagen, Mittagessen und Pausenverpflegung enthalten. TAE-Mitglieder erhalten 10 % Rabatt. Sie sprechen uns an organisatorisch Telefon fachlich Dipl.-Ing. Roland Bach Telefon roland.bach@tae.de Unsere Allgemeinen Geschäftsbedingungen Es gelten die unter einsehbaren Geschäftsbedingungen der Technischen Akademie Esslingen e.v. Seminarversicherung Bei kurzfristiger Stornierung Ihrer Teilnahme an der Veranstaltung fällt die volle Teilnahmegebühr an. Wir empfehlen daher den Abschluss einer Seminarversicherung bei unserem Partner, der EUROPÄISCHEN Reiseversicherung. Infos und Versicherungsabschluss ioannis.kujumtzidis@tae.de Sie erhalten Qualität So finden Sie uns Das Qualitätsmanagementsystem der Technischen Akademie Esslingen ist nach DIN EN ISO 9001 zertifiziert. Anfahrpläne finden Sie unter Kostenlose Parkplätze am Haus Behindertengerechter Zugang Unser Service für Sie: Mit attraktiven Sonderkonditionen der Deutschen Bahn AG zur TAE. Infos unter Rahmenprogramm