AdvancedTCA & MicroTCA

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1 AdvancedTCA & MicroTCA High-speed Signal- sowie -Steckverbinder

2 Inhaltsverzeichnis AdvancedTCA & MicroTCA - Einleitung 3 con:card+ 4 AdvancedTCA Einleitung 5 Übersicht 6 Technische Spezifikationen 7 Derating-Diagramme 8 Lochspezifikationen 9 AdvancedTCA Signal AMC B+ 10 AdvancedTCA 11 MicroTCA Einleitung 13 Übersicht 14 Technische Spezifikationen 15 Derating-Diagramme 16 Lochspezifikationen 17 MicroTCA Signal AMC 18 MicroTCA 19 2

3 AdvancedTCA & MicroTCA Einleitung AdvancedTCA & MicroTCA - Spezifikationen der PICMG AdvancedTCA und MicroTCA sind Spezifikationen, die von der PICMG entwickelt wurden. Ziel dabei war es, normierte Hardwarelösungen für den zunehmenden Datenverkehr zu schaffen sowie neuen Kommunikationslösungen gerecht zu werden. AdvancedTCA zielt dabei hauptsächlich auf die Infrastruktur von Telekommunikationssystemen mit höchster Verfügbarkeitsanforderung. Mit AdvancedTCA wird es möglich, modulare Systeme mit Komponenten unterschiedlicher Hersteller aufzubauen. Diese Technologie bietet somit die Möglichkeit, flexible und kostengünstige Vorrichtungen schneller zu entwickeln, als das mit den bisher proprietären Systemen möglich war. Vom Konzept her handelt es sich bei AdvancedTCA um eine skalierbare, leistungsfähige Architektur, die sich in der hohen Funktionsdichte, Verfügbarkeit und Zukunftssicherheit zeigt. Auf deren Plattform können viele zukunftsorientierte Applikationen realisiert werden. Skalierbare Datenraten von mehreren Tbit/s, Multi-Protokoll-Unterstützung, die Integrierbarkeit neuer Dienste, die Konvergenz von Access-, Kern- und optischen Netzen gehören ebenso dazu wie die Einbindung von Rechenzentren- Funktionen. Interfaces für Gigabit- Ethernet, Fibre Channel, Infiniband, StarFabric, PCI-Express und RapidIO zeugen von der hohen Flexibilität der AdvancedTCA -Architektur. Ein weiteres Kernelement der Systeme ist die hohe Verfügbarkeit von %. Um das beschriebene Advanced- TCA System noch kostengünstiger zu gestalten, hat die PICMG den AdvancedMC -Standard (Advanced Mezzanine Card) entwickelt. Die AdvancedMC -Module sind kleine Karten, die auf einem Carrier Board (einer Trägerplatine in Form einer AdvancedTCA -Tochterkarte) parallel als Mezzanine-Anwendung aufgesteckt werden. Das Carrier Board beinhaltet nur Managementfunktionen. Die eigentliche Anwendung wird aber über die AdvancedMC -Module realisiert. MicroTCA beruht nun auf dem Ansatz, die AdvancedMC -Module direkt in die Backplane zu stecken. Ziel ist es, kleinere und flexiblere Systeme, unabhängig von Carrier Boards und von AdvancedTCA, aufzubauen. MicroTCA zielt auf Anwendungen hin, die keine so hohe Rechenleistung benötigen, in denen aber ein geringer Raumbedarf und niedrige Kosten im Vordergrund stehen. Somit ergeben sich weitere Einsatzgebiete im Mid- und Low-End-Bereich, beispielsweise in der Bildverarbeitung, der Medizintechnik oder in der Automatisierungstechnik. R 3

4 con:card+ Gütesiegel con:card+ für TCA Steckverbinder con:card+ ist ein Qualitätsgütesiegel für MicroTCA und AdvancedTCA Steckverbinder, mit dessen Hilfe sich die Zuverlässigkeit von MicroTCA und AdvancedTCA -Systemen signifikant erhöhen lässt. kaum einhalten lassen. Zur Kompensation ist die sogenannte GuideSpring bestens geeignet, die nur einen von insgesamt fünf Vorteilen der con:card+ Philosophie darstellt. Die Vorteile im Einzelnen: Spezielles Kontaktmaterial mit minimaler Relaxation, selbst bei hoher Kontaktfederbelastung Hochwertige Einpressverbindung als rationelle Anschlusstechnologie für die Serienverarbeitung Um das Verfügbarkeits-Ziel von 99,999% zu erreichen, müssen alle Systemkomponenten sorgfältig aufeinander abgestimmt werden und zuverlässig funktionieren. Dabei kommt der Auswahl der geeigneten Steckverbinder eine entscheidende Bedeutung zu, da sich die engen, in der Spezifikation festgelegten Toleranzen für die AdvancedMC - Module in der Serienfertigung heute GuideSpring zur sicheren Positionierung der AdvancedMC -Module Besonders glatte Kontaktoberfläche zum Schutz der vergoldeten Leiterplattenpads der AdvancedMC - Module Verschleißbeständige Beschichtung der Kontakte (Palladium/Nickel) zum Schutz gegen raue Leiterplattenoberflächen con:card+ sichert die bestmögliche Verfügbarkeit der Systeme. Weiterführende Informationen finden Sie unter www. concardplus.com. 4

5 AdvancedTCA Einleitung AdvancedTCA - High-Speed- sowie -Steckverbinder Für ATCA -Anwendungen bietet ept sowohl Signal- als auch -Steckverbinder entsprechend der Spezifikation PICMG an. Die Steckverbinder von ept erfüllen höchste Qualitätsstandards, mit dessen Hilfe sich die Zuverlässigkeit von AdvancedTCA -Systemen signifikant erhöhen lässt. Wesentliche Qualitätsmerkmale bei den -Steckverbindern beinhaltet die gestanzte und damit ausgesprochen gut verarbeitbare, äußerst zuverlässige Einpresszone Tcom press. Desweiteren führen die bei ept hergestellten, mehrschenkligen Federkontakte zu einer überaus zuverlässigen und langlebigen Verbindung zwischen den Kontakten. Zuletzt können mittels alternativer Oberflächenspezifikationen kostenoptimierte Steckverbinder angeboten werden, bei gleichzeitiger Einhaltung der Anforderungen an die Spezifikation der PICMG, insbesondere die mechanische Stabilität (Steckzyklen) betreffend. Hauptmerkmale: Entspricht den Anforderungen der PICMG Gütesiegel con:card+ Gestanzte Einpresszone in Tcom press Kostenoptimiertes Design Anwendungen: AdvancedTCA Backplane-Tochterkarten -Anwendungen High-speed board-to-board R Anschlusstechniken Einpresstechnik Leiterplattenverbindungen Rechtwinklig Anwendungen GBps High-Speed A 5

6 AdvancedTCA Übersicht AdvancedTCA Bauform Polzahl Signal/ Typ Gegenstecker Seitenverweis ATCA Signal AMC B+ 170 High Speed 12.5 Gbit/s - S. 10 ATCA Messer 22 / 8 26 / 8 16 A ATCA Feder S. 11 ATCA Feder 22 / 8 26 / 8 16 A ATCA Messer S. 12 gestanzte Federkontakte ATCA Federleiste Führungsloch für Guide Pin PBT Einpresszone Tcom press Signalkontakte max. 1 A kontakte max. 16 A LCP Signal AMC B+ Guide Spring Raster 0.75 mm Einpresszone Nadelöhr mit oder ohne Peg (Vorzentrierung) 6

7 AdvancedTCA Technische Spezifikationen Technische Spezifikationen Grundlagen Material Mechanisch Elektrisch Signal AMC B+ AdvancedTCA Steckverbinder Feder- und Messerleiste Spezifikation PICMG AMC.0 PICMG 3.0 Anzahl Kontakte (8, 22 Signal) Anschlusstechnik Einpresstechnik Einpresstechnik Betriebstemperatur -55 C bis +105 C -55 C bis +125 C Isolierkörper LCP, UL 94-V0 PBT glasfaserverstärkt, UL 94 V-0 Kontaktmaterial Kupferlegierung Kupferlegierung Kontaktbeschichtung Au über PdNi Au / Au über NiP Rastermaß 0.75 mm - Steckkraft max. 100 N max. 67 N Ziehkraft max. 65 N max. 67 N Lebensdauer 200 Steckzyklen 250 Steckzyklen Betriebsstrom Kontaktwiderstand C max. 30 C Temperaturanstieg max. 60 mω (Masse-Kontakte) max. 90 mω (Signal-, -, allg. Kontakte) kontakte: max. 16 A Signalkontakte: max. 1 A kontakte: <= 2,2 mω Signalkontakte: <= 8,5 mω Luft- und Kriechstrecke min. 0.1 mm - Isolationswiderstand 10 8 Ω >= Ω Prüfspannung 80 V r. m. s. Kontakt 1-16: V r.m.s.; Kontakt 17-34: V r.m.s. Impedanz (nominal differenzial) 100Ω+-10% - Übersprechen (NEXT - pair to 30 ps risetime basic to basic < 0.6% basic to extended < 0.9% extended to extended < 0.6% diagonal < 0.3% multiline < 3.0% - Differenzielle Signallaufzeit Differenzieller Signallaufzeitunterschied Verarbeitung Zulassungen / Konformität Basic side: 125 ps Extended side: 145 ps Between basic and extended side: 20 ps Within basic and extended side: +- 2 ps Verpackung Karton Tray Brandverhalten UL (file: E130314) UL (file: E130314) Umwelt RoHS konform RoHS konform - - 7

8 AdvancedTCA Derating Diagramm Derating-Diagramm Derating-Diagramm AdvancedTCA 8

9 AdvancedTCA Lochspezifikationen Lochspezifikationen Einpresstechnik Schichtaufbau nach IEC ept bietet angepasste Einpresszonen für alle gängigen Leiterplattenoberflächen. ATCA Signal ATCA AMC B+ Signalkontakte kontakte Nennloch Ø 0.55 mm Ø 1.0 mm Ø 1.6 mm A Leiterplattendicke min. 1.4 mm chem. Sn Leiterplatten min. 1.4 mm (Messerleiste) min. 2.9 mm (Federleiste) min. 1.4 mm (Messerleiste) min. 2.9 mm (Federleiste) B Endloch Ø 0.55 ± 0.05 mm Ø /-0.06 mm Ø /-0.06 mm C Grundbohrung Ø 0.64 ± 0.01 mm Ø 1.15 ± mm Ø 1.75 ± mm D Cu Schicht min. 25 µm min. 25 µm min. 25 µm E chem. Sn Schicht max. 1.5 µm max. 1.5 µm max. 1.5 µm F Restring min mm min mm min mm A Leiterplattendicke min. 1.4 mm Ni, Au Leiterplatten min. 1.4 mm (Messerleiste) min. 2.9 mm (Federleiste) min. 1.4 mm (Messerleiste) min. 2.9 mm (Federleiste) B Endloch Ø 0.55 ± 0.05 mm Ø /-0.06 mm Ø /-0.06 mm C Grundbohrung Ø 0.64 ± 0.01 mm Ø 1.15 ± mm Ø 1.75 ± mm D Cu Schicht min. 25 µm min. 25 µm min. 25 µm E Ni, Au Schicht µm Au über µm Ni µm Au über µm Ni µm Au über µm Ni F Restring min mm min mm min mm 9

10 R TCA Steckverbinder AdvancedTCA Signal AMC B+ Typ: Signal AMC B+ Anschlusstechnik: Einpress Anzahl Kontakte: 170 Raster: 0.75 mm Datenrate: 12.5 Gbit/s Verpackung: Karton Normen: PICMG AMC.0 Technische Daten auf Seite 7 Pos. 170 Pos. 1 Maße in mm Lochbild Detaillierte Zeichnungen finden Sie unter ohne Peg mit Peg Polzahl Artikelnummer Definition Peg sind zwei Führungsstifte, die beim Bestücken auf dem PCB als Vorführung dienen. Zubehör Verarbeitungswerkzeuge siehe Katalog Hinweis GuideSpring zur Positionierung der AMC-Karte con:card+ Gütesiegel: Anwendung: AMC-Karte Direktsteckverbindung 10

11 AdvancedTCA Messerleiste R Typ: Messerleiste 90 Anschlusstechnik: Einpress Anzahl Kontakte: 22 Signal, 8 26 Signal, 8 Betriebsstrom: 16 A Verpackung: Tray Normen: PICMG 3.0 Technische Daten auf Seite 7 Lochbild Maße in mm Detaillierte Zeichnungen finden Sie unter Polzahl Artikelnummer 22 Signal / Signal / Auf Anfrage Andere Polzahlen Andere Kontaktbeschichtungen Zubehör Verarbeitungswerkzeuge siehe Katalog Gegenstecker / Anwendung: ATCA Federleiste (S. 12) 11

12 R TCA Steckverbinder AdvancedTCA Federleiste Typ: Anschlusstechnik: Federleiste gerade Einpress Anzahl Kontakte: 22 Signal, 8 26 Signal, 8 Betriebsstrom: 16 A Verpackung: Tray Normen: PICMG 3.0 Technische Daten auf Seite 7 46,1 max. 17,25 0,95 17,25 0,95 Maße in mm 4,45 Pos. 5-24;27; ,06 Pos. 25, 26, 28-31, 33, 34 22,20 16,15 22,20 16,15 0,95 0,95 Lochbild 1,50 6,05 ±0,15 6,05 ±0,15 20,9 max. 20,9 max. Detaillierte Zeichnungen finden Sie unter Polzahl Artikelnummer 22 Signal / Signal / Auf Anfrage Andere Polzahlen Andere Kontaktbeschichtungen Zubehör Verarbeitungswerkzeuge siehe Katalog Gegenstecker / Anwendung: ATCA Messerleiste (S. 11) 12

13 MicroTCA Einleitung MicroTCA - High-Speed- sowie -Steckverbinder Für MicroTCA -Anwendungen bietet ept sowohl Signal- als auch - Steckverbinder entsprechend der Spezifikation PICMG an. Die Steckverbinder von ept erfüllen höchste Qualitätsstandards, mit dessen Hilfe sich die Zuverlässigkeit von MicroTCA -Systemen signifikant erhöhen lässt. Der entscheidende Qualitätsvorteil beim AMC-Signalsteckverbinder stellt die GuideSpring dar, mit deren Hilfe die AMC-Leiterkarte eindeutig im Steckverbinder positioniert wird. Die GuideSpring gleicht Toleranzabweichungen auf der AMC-Leiterkarte aus, indem sie das Modul immer an die gegenüberliegende Wand drückt. Da diese etwas in Richtung Mitte verschoben ist, ist der Slot optimal auf das AMC-Modul ausgelegt und die Stecksicherheit erhöht sich enorm. Hauptmerkmale: Entspricht den Anforderungen der PICMG Gütesiegel con:card+ Guide Spring zur sicheren Positionierung der AdvancedMC - Module Anwendungen: MicroTCA Backplane-Tochterkarten -Anwendungen High-Speed board-to-board Anschlusstechniken Einpresstechnik Leiterplattenverbindungen Rechtwinklig Anwendungen GBps High-Speed A 13

14 MicroTCA Übersicht MicroTCA Bauform Polzahl Signal/ Typ Gegen- stecker Seitenverweis MTCA Signal AMC 170 High Speed 12.5 Gbit/s - S. 18 MTCA Backplane 72 / A MTCA Module Output S. 19 MTCA Module Output 72 / A MTCA Backplane S. 20 Guide Pin Federkontakte innenliegend Signalkontakte max. 1 A MTCA Backplane kontakte max. 12 A Einführschrägen Guide Spring MTCA Signal AMC Einpresszone Tcom press Raster 0.75 mm 14

15 MicroTCA Technische Spezifikationen Technische Spezifikationen Grundlagen Material Mechanisch Elektrisch Signal AMC MicroTCA Steckverbinder Backplane und Modul Output Spezifikation PICMG MTCA.0 PICMG MTCA.0 Anzahl Kontakte (24, 72 Signal) Anschlusstechnik Einpresstechnik Einpresstechnik Betriebstemperatur -55 C bis +105 C -55 C bis +105 C Isolierkörper LCP, UL 94-V0 PBT glasfaserverstärkt, UL 94 V-0 Kontaktmaterial Kupferlegierung Kupferlegierung Kontaktbeschichtung Au über PdNi / NiP : Au, Signal: Pd/Ni Rastermaß 0.75 mm - Steckkraft max. 100 N max. 50 N Ziehkraft max. 65 N max. 50 N Lebensdauer 200 Steckzyklen 200 Steckzyklen Betriebsstrom Kontaktwiderstand C max. 30 C Temperaturanstieg max. 25 mω kontakte: max. 12 A Signalkontakte: max. 1 A kontakte: <= 5 mω Signalkontakte: <= 25 mω Luft- und Kriechstrecke min. 0.1 mm - Isolationswiderstand 10 8 Ω >= 10 8 Ω Prüfspannung 80 V r. m. s. 80 V r. m. s. Impedanz (nominal differenzial) 100Ω+-10% - basic to basic < 0.5% basic to extended < 0.2% diagonal < 0.1% multiline < 2.0% Übersprechen (NEXT - pair to 30 ps risetime - Differenzielle Signallaufzeit Differenzieller Signallaufzeitunterschied Verarbeitung Basic side: 75 ps Extended side: 75 ps Between basic and extended side: +- 2 ps Within basic and extended side: +- 2 ps - - Verpackung Tray Tray Zulassungen / Konformität Brandverhalten UL (file: E130314) UL (file: E130314) Umwelt RoHS konform RoHS konform 15

16 MicroTCA Derating Diagramme Derating-Diagramm Derating-Diagramm MicroTCA 15 Current Current x Current [A] Ambient temperature [C ] 16

17 MicroTCA Lochspezifikationen Lochspezifikationen Einpresstechnik Schichtaufbau nach IEC ept bietet angepasste Einpresszonen für alle gängigen Leiterplattenoberflächen. MTCA Signal AMC MTCA Nennloch Ø 0.55 mm Ø 0.6 mm chem. Sn Leiterplatten A Leiterplattendicke min. 1.4 mm min. 1.4 mm B Endloch Ø 0.55 ± 0.05 mm Ø 0.60 ± 0.05 mm C Grundbohrung Ø 0.64 ± 0.01 mm Ø 0.70 ± 0.02 mm D Cu Schicht min. 25 µm min. 25 µm E chem. Sn Schicht max. 1.5 µm max. 1.5 µm F Restring min mm min mm Ni, Au Leiterplatten A Leiterplattendicke min. 1.4 mm min. 1.4 mm B Endloch Ø 0.55 ± 0.05 mm Ø 0.60 ± 0.05 mm C Grundbohrung Ø 0.64 ± 0.01 mm Ø 0.70 ± 0.02 mm D Cu Schicht min. 25 µm min. 25 µm E Ni, Au Schicht µm Au über µm Ni µm Au über µm Ni F Restring min mm min mm 17

18 MicroTCA Signal AMC Typ: Signal AMC Anschlusstechnik: Einpress Anzahl Kontakte: 170 Raster: 0.75 mm Datenrate: 12.5 Gbit/s Verpackung: Karton Normen: PICMG MTCA.0 Technische Daten auf Seite 15 Maße in mm Lochbild Detaillierte Zeichnungen finden Sie unter ohne Peg mit Peg Polzahl Artikelnummer PG1 Definition Peg sind zwei Führungsstifte, die beim Bestücken auf dem PCB als Vorführung dienen. Zubehör Verarbeitungswerkzeuge siehe Katalog Hinweis GuideSpring zur Positionierung der AMC-Karte con:card+ Gütesiegel: Anwendung: AMC-Karte Direktsteckverbindung 18

19 MicroTCA Backplane Connector Typ: Anschlusstechnik: Anzahl Kontakte: Betriebsstrom: Verpackung: Normen: Backplane Einpress 72 Signal, A Tray PICMG MTCA.0 Technische Daten auf Seite 15 Maße in mm Lochbild Detaillierte Zeichnungen finden Sie unter Polzahl 72 Signal 24 Artikelnummer Zubehör Verarbeitungswerkzeuge siehe Katalog Gegenstecker / Anwendung: MicroTCA Module Output 19

20 MicroTCA Module Output Typ: Anschlusstechnik: Anzahl Kontakte: Betriebsstrom: Verpackung: Normen: Module Output Einpress 72 Signal, A Tray PICMG MTCA.0 Technische Daten auf Seite 15 Maße in mm Lochbild Detaillierte Zeichnungen finden Sie unter Polzahl 72 Signal 24 Artikelnummer Zubehör Verarbeitungswerkzeuge siehe Katalog Gegenstecker / Anwendung: MicroTCA Backplane Connector 20

21 ept entwickelt, produziert und vertreibt elektronische Steckverbinder für hochwertige Anwendungen. Vor über 40 Jahren von Bernhard Guglhör im Allgäu gegründet, beschäftigen wir heute weltweit knapp Mitarbeiter an sechs Standorten. Über viele Jahrzente hinweg bilden wir vertrauensvolle und erfolgreiche Partnerschaften mit unseren Kunden, die im Mittelpunkt unseres Handelns stehen. Unsere Produkte und Fähigkeiten finden Verwendung in hochwertigen Anwendungen. Unter dem Motto Präzision aus Leidenschaft steht ept für höchste Qualität und absolute Zuverlässigkeit bei einer spürbar persönlichen und auf Ihre Bedürfnisse ausgerichteten Betreuung. Wir freuen uns auf eine gute Zusammenarbeit. Ihr ept-team ept GmbH Bergwerkstr Peiting, Germany Tel. +49 (0) / Fax +49 (0) / sales@ept.de ept, inc. 805 Liberty Way Chester, Virginia 23836, USA Tel Fax sales@eptusa.com ept Electronic Precision Technology (Shanghai) Ltd. 6F Building 37, No. 333 Qin Jiang Road Shanghai, P. R. China Post code: Tel. +86 (0) Fax +86 (0) sales@eptcn.com D