Hallo zusammen,
ich habe eine Frage zu den Vorgaben im UG393
(http://www.xilinx.com/support/documentation/user_guides/ug393.pdf) von
Xilinx:
Angenommen, ich habe einen Bedarf von 12 Versorgungspins für meine +3V3
Schiene errechnet. Dann benötige ich 7x47nF, 3x470nF, 2x2,2µF und
1x680µF. Insgesamt hat mein FPGA aber 20 Versorgungspins auf dieser
Schiene (Spartan 3AN im FT256 Gehäuse).
Wie schließe ich die Kondensatoren denn jetzt an?! Bei 7 Kondensatoren
(47nF) an 20 Versorgungspins bleiben offensichtlich welche übrig. Ist es
egal, welche? Oder müssen die irgendwie verteilt werden? Wonach? Nach
Funktion (VCCO/0,1,2,3 und VCCAUX) oder geometrisch (in jede Ecke und
jede Flanke einen) oder...?
Was ist mit den nicht beschalteten Pins? Muss ich die explizit verbinden
oder genügt da die interne Verbindung auf dem Die?
Grüße
Steffen
1. Auf jeden Mal muss jeder Vcc Pin an Spannung und jeder GND Pin an
Masse angeschlossen werden.
2. Im Idealfall wird dann noch jedes Vcc-GND Pärchen abgelockt. Von
dieser 2. Regel kann zur Not auch mal abgewichen werden.
Ok, verstanden. Alle Versorgungspins müssen angeschlossen werden.
Lothar Miller schrieb:> 2. Im Idealfall wird dann noch jedes Vcc-GND Pärchen abgelockt. Von> dieser 2. Regel kann zur Not auch mal abgewichen werden.
Laut UG393 muss es sich gar nicht um eine Ausnahme handeln, sondern man
kann im Normalfall so vorgehen. Die Frage bleibt aber: Wie verteile ich
die Kondensatoren?
Verbinde ich die alle mit einem Versorgungspin? Wahrscheinlich nicht.
Verbinde ich die so, wie es mir beim Layouten gerade in den Kram passt?
Verteile ich die gleichmäßig auf VCCO/0/1/2/3 und VCCAUX? Falls ja,
berücksichtige ich dabei, wie stark welche Bank verwendet wird?
Lothar Miller schrieb:> 2. Im Idealfall wird dann noch jedes Vcc-GND Pärchen abgelockt. Von> dieser 2. Regel kann zur Not auch mal abgewichen werden.
Lass dir von deinem AG mal eine Schulung beim Dirks/Eigelsreiter
sponsern, dann denkst du über die Regel anders. ;)
Lothar Miller schrieb:> 2. Im Idealfall wird dann noch jedes Vcc-GND Pärchen abgelockt. Von> dieser 2. Regel kann zur Not auch mal abgewichen werden.
Das PCB selbst ist ein Kondensator (metallflächen durch dielektrika
getrennt). Mit einem richtigen ground-plane konzept kann man jedes
Päärchen abblocken ohne diskrete C zu bemühen und durch die nötigen
Zuleitungen zu den C den Vorteil wieder zu verlieren.
Corinna Condensa schrieb:> Das PCB selbst ist ein Kondensator (metallflächen durch dielektrika> getrennt). Mit einem richtigen ground-plane konzept kann man jedes> Päärchen abblocken ohne diskrete C zu bemühen und durch die nötigen> Zuleitungen zu den C den Vorteil wieder zu verlieren.
Du bist ja ein ganz schlauer. Hast du mal ausgerechnet, wie viel
Kapazität so ein Planepaar mitbringt?
Lothar S. schrieb:>> Du bist ja ein ganz schlauer.>> Anonymus, sorry aber es ist eine Sie! Zu schwierig für Dich?>> Grüße Löti
Bist du der neue Blockwart vom Dienst? (s. auch OT)
Kann mir jemand bei meiner Frage weiterhelfen? Wie layoutet ihr denn
Eure FPGA Schaltungen?
@Lothar: Machst Du tatsächlich an jedes Pärchen die ganze Reihe an
Abblockkondensatoren? Xilinx schlägt ja immerhin 4 Stück vor! Bei einem
Virtex o.ä. besteht Dein Board ja irgendwann nur noch aus Kondensatoren!
Falls nein, wo führst Du zusammen?
Auch, wenn Du pro Pin nur den kleinsten Kondensator spendierst, musst Du
ja bei den nächstgrößeren die Zusammenführung machen.
> Machst Du tatsächlich an jedes Pärchen die ganze Reihe an> Abblockkondensatoren?
Nein Multilayer und dann "nach Erfahrung".
Funktioniert meist aber nicht immer.
Und Simulation, hau weg ... .
Grüße Löti
Angstkondensator schrieb:> Lothar Miller schrieb:>> 2. Im Idealfall wird dann noch jedes Vcc-GND Pärchen abgelockt. Von>> dieser 2. Regel kann zur Not auch mal abgewichen werden> Lass dir von deinem AG mal eine Schulung beim Dirks/Eigelsreiter> sponsern,
Ich werde das wohl mal machen. Allerdings kann man sich die Abhandlungen
ja auch einfach mal herunterladen und durchlesen...
> dann denkst du über die Regel anders.
Was mich an der Sache der Herren Dirks am ehesten stört, ist das
prophetenhafte (und zudem sehr marketingorientierte)
Sendungsbewusstsein. Wenn man die Sachen so durchliest könnte man
meinen, ohne 10-20 Layer ginge es gar nicht und jedes Design müsste vor
der Fertigung erst mal ausgiebigst simuliert werden. Es wird nicht ein
GHz Prozessorlayout und ein uC Design mit 30 MHz unterschieden.
Wenn ich etwas glauben soll, dann müssen das mindestens 3 unabhängige
"Propheten" sagen, oder ich es mit eigenen Augen erleben... ;-)
> Jetzt schau ich mir ein paar Eval-boards an und siehe untern dem FPGA kein> einziger C, alle deutlich nach außen gezogen! Billigmasche?
Klar ist das billiger, weil einseitig bestückbar. Ich habe auch solche
Designs am Laufen, und wenn nur wenige Ausgänge gleichzeitig schalten
geht das sogar ganz ohne Blockkondensatoren. Nur darf in solch einem
Design dann keiner auf die Idee kommen, viel und gleichzeitig im FPGA zu
machen.
Lothar Miller schrieb:> Was mich an der Sache der Herren Dirks am ehesten stört, ist das> prophetenhafte (und zudem sehr marketingorientierte)> Sendungsbewusstsein.
Was sind das denn für Schulungen und was lernt man da?
Lothar Miller schrieb:>> Jetzt schau ich mir ein paar Eval-boards an und siehe untern dem FPGA kein>> einziger C, alle deutlich nach außen gezogen! Billigmasche?> Klar ist das billiger, weil einseitig bestückbar. Ich habe auch solche> Designs am Laufen, und wenn nur wenige Ausgänge gleichzeitig schalten> geht das sogar ganz ohne Blockkondensatoren. Nur darf in solch einem> Design dann keiner auf die Idee kommen, viel und gleichzeitig im FPGA zu> machen.
Grad weil deine Annahmen über das Board und Verwendungszweck nicht
zutreffen, ist das Design der Evalboards (bspw. Xilinx Spartan3
Starterkit) verwunderlich:
-zweiseitig bestückte Platine
-mehrere parallelel Busse (2xSRAM)
Allerdings werden "große" SMD eingesetzt (0805), mirscheinen die
Zuleitungen dennoch unnötig lang. Ich legs mal auf dem Scanner dann kann
man drüber diskutieren , ob's gutes oder schlechtes Design ist.
Interessierter Mitleser schrieb:> Lothar Miller schrieb:>> Was mich an der Sache der Herren Dirks am ehesten stört, ist das>> prophetenhafte (und zudem sehr marketingorientierte)>> Sendungsbewusstsein.> Was sind das denn für Schulungen
Siehe Google: Dirks emv
> und was lernt man da?
Dass ohne Simulation mit der hauseigenen Software gar nichts geht...
http://www.emv.biz/software/beschreibung/
Lothar Miller schrieb:>> dann denkst du über die Regel anders.> Was mich an der Sache der Herren Dirks am ehesten stört, ist das> prophetenhafte (und zudem sehr marketingorientierte)> Sendungsbewusstsein.
Das hat wohl etwas damit zu tun, dass er an einer Art Dogma rüttelt:
Seit etwas 30 Jahren kleben die Schaltungsentwickler diese
100nF-Keramikkondensatoren an die Supply-Pins. Im Grunde wird jedes
Bauteil auf der Platine dimensioniert und man kann begründen, warum man
Bauteil X gewählt hat, aber die 100nF sind in jeder APPNOTE drin. Aber
warum gerade 100 nF?
Und dann kommen die Leute aus der Schulung und sollen diese alte
Gewohnheit auf einmal (Situationsbezogen) ablegen bzw. trauen sich das
nicht und das geht beim Menschen nicht so einfach (OT Dirks:
Beamtendreisatz).
Und da scheint eine "marketingorientierte" Argumentationsweise hilfreich
zu sein, denn die Schulungsteilnehmer hängen an den nicht mehr
zeitgemäßen Methoden (100nF hat vor 30 Jahren wunderbar funktioniert).
Angstkondensator schrieb:> Lothar Miller schrieb:> Das hat wohl etwas damit zu tun, dass er an einer Art Dogma rüttelt:>> Seit etwas 30 Jahren kleben die Schaltungsentwickler diese> 100nF-Keramikkondensatoren an die Supply-Pins. Im Grunde wird jedes> Bauteil auf der Platine dimensioniert und man kann begründen, warum man> Bauteil X gewählt hat, aber die 100nF sind in jeder APPNOTE drin. Aber> warum gerade 100 nF?
Stimmt nicht, lt. Appnote für den Virtex-5 sind 0.22 uF und 33uF und
andere auf dem PCB vorzusehen, nicht die Rede von 100 nF.
Dogma ist auch was anderes, so könnte man ja auch die Vorherschaft des
rechten Winkels im Häuserbau des Dogmatismus bezichtigen. Oder die 2V5
Versorgungsspannung oder die 75 Ohm Terminierung/Kabel oder das 2,54 mm
Raster oder die Mindestprofiltiefe von Reifen von 4 mm (reichen bei
modernen Randbedingungen wie ABS nicht auch 3,33) ...
Und zu "jedes Bauteil dimensioniert" wer hat schon mal seine
Pull-Widerstände berechnet?! Vielleicht noch inklusive BE-Toleranzen und
derating ....
> aber die 100nF sind in jeder APPNOTE drin. Aber warum gerade 100 nF?
Die 100nF sind schon ewig nicht mehr in relevanten Appnotes zu finden.
Und es ist schon ein wesentlich gewagterer Schritt von "100nF an jedem
IC" bis hin zu "keine Blockkondensatoren mehr am IC".
Denn zumindest alle aktuellen Appnotes sehen (soweit möglich) pro
Versorgungspärchen einen Kondensator (im Bereich um 10..47nF) vor...
Dass man in Einzelfällen (BGA) davon abweichen muss, ändert nichts an
der Ursache. Einfach nur den Entwicklern ihre 100nF Kondensatoren vor
die Nase zu halten und ihnen eine "veraltete" Denkweise vorzuwerfen, ist
aber nur billig...
Lothar Miller schrieb:> Denn zumindest alle aktuellen Appnotes sehen (soweit möglich) pro> Versorgungspärchen einen Kondensator (im Bereich um 10..47nF) vor...
Ich frag jetzt mal ganz unbedarft: Kannst du nachvollziehen, warum 10 nF
oder 47 nF oder gar 100 nF?
Angstkondensator schrieb:> Lothar Miller schrieb:>> Denn zumindest alle aktuellen Appnotes sehen (soweit möglich) pro>> Versorgungspärchen einen Kondensator (im Bereich um 10..47nF) vor...>> Ich frag jetzt mal ganz unbedarft: Kannst du nachvollziehen, warum 10 nF> oder 47 nF oder gar 100 nF?
Ich sag man so: Als Ingenieur hat man zuerst Dinge zu machen die
funktionieren. Dazu benutzt man seine eigene und Erfahrung dritter
(Empfehlungen,Applications Notes, user Guides): Mit 100 nF läufts und
gut ist. Schaltung kreieren die nicht stabil laufen ist nicht
Arbeitsszweck eines Ing..
Man muß nicht nachvollziehen warum und wie schnell einem falsch
beschalteten Transitor die Kappe hochgeht. Wers nicht glaubt, kanns
ausprobieren, aber dafür wird man nicht bezahlt.
Franzi Farad schrieb:> Ich sag man so: Als Ingenieur hat man zuerst Dinge zu machen die> funktionieren.
Als Ingenieur sollte man wissen, was man tut. Appnotes nachbauen kann
JEDER.
Angstkondensator schrieb:> Lothar Miller schrieb:>> Denn zumindest alle aktuellen Appnotes sehen (soweit möglich) pro>> Versorgungspärchen einen Kondensator (im Bereich um 10..47nF) vor...> Ich frag jetzt mal ganz unbedarft: Kannst du nachvollziehen, warum 10 nF> oder 47 nF oder gar 100 nF?
Ich das jetzt einfach mal: Ja.
Denn das ist schließlich kein Hexenwerk.
Sondern simpelste Physik. Sonst könnte man es weder berechnen noch
simulieren.
Franzi Farad schrieb:> Ich sag man so:> Als Ingenieur hat man zuerst Dinge zu machen die funktionieren.> Man muß nicht nachvollziehen warum und wie schnell ...
Und ich sag man so: wenn ein Ingenieur weiss und verstanden hat, wie und
warum etwas funktioniert (und vor allem, wenn er es wissen will und
verstehen kann), dann hat er das Zeug zum guten Ingenieur. Einem, der
auch mal was Neues entwickelt und nicht nur nachbaut...
Wohl dem Ingenieur, dessen Arbeitgeber das zulässt. Und ein Glück für
den Arbeitgeber, wenn er so einen Ingenieur hat...
Aber: wir schweifen ein wenig ab.
Lothar Miller schrieb:> Angstkondensator schrieb:>> Lothar Miller schrieb:>>> Denn zumindest alle aktuellen Appnotes sehen (soweit möglich) pro>>> Versorgungspärchen einen Kondensator (im Bereich um 10..47nF) vor...>> Ich frag jetzt mal ganz unbedarft: Kannst du nachvollziehen, warum 10 nF>> oder 47 nF oder gar 100 nF?> Ich das jetzt einfach mal: Ja.> Denn das ist schließlich kein Hexenwerk.> Sondern simpelste Physik. Sonst könnte man es weder berechnen noch> simulieren.
Dann schreib mal zwei, drei inhaltliche Sätze dazu. Ja, es ist
"simpelste Physik", aber dann verstehe ich deine Skepsis nicht.
Angstkondensator schrieb:> Franzi Farad schrieb:>> Ich sag man so: Als Ingenieur hat man zuerst Dinge zu machen die>> funktionieren.>> Als Ingenieur sollte man wissen, was man tut.
Weiss ich doch, ich halte mich an Empfehung und an die Erfahrung dritter
und bau so mit 99,999% ein Dings das tut.
> Appnotes nachbauen kann> JEDER.
Nope, es gibt Leute die können nicht mal ein IKEA-Möbel nach Anleitung
nachbauen.
VG
Franzi Farad schrieb:>> Appnotes nachbauen kann>> JEDER.>> Nope, es gibt Leute die können nicht mal ein IKEA-Möbel nach Anleitung> nachbauen.
Und darauf bildest du dir was ein?
Angstkondensator schrieb:> Dann schreib mal zwei, drei inhaltliche Sätze dazu.
Was willst du hören?
Impedanzverläufe von Kondensatoren und Leitungsinduktivitäten sollten
einem ein Begriff sein. Und dass man weiß, wofür die Blockkondensatoren
eigentlich da sind. Und das wars im Großen und Ganzen eigentlich schon.
Damit bekommt man 99,9% der Schaltungen problemlos ans Laufen.
Die 0,1%, die so nicht darstellbar sind, brauchen etwas mehr Aufwand,
weil eben nicht an jedes Versorgungspärchen (oder wenigstens in die
Nähe davon) ein Kondensator gesetzt werden kann. Trotzdem ist die Physik
die selbe...
> es ist "simpelste Physik", aber dann verstehe ich deine Skepsis nicht.
Welche Skepsis denn? Die gegenüber der von den Herren Dirks gepredigten
"Multilayer mit abgestimmten Kondensatorgruppen und sonst nichts"?
Ja, da bin ich skeptisch, ob die begeisterten Ingenieure, die da aus dem
Seminar herauskommen, das zuhause dann auf ihrer Baugruppe auch
angewendet bekommen.
Franzi Farad schrieb:> Weiss ich doch, ich halte mich an Empfehung und an die Erfahrung dritter> und bau so mit 99,999% ein Dings das tut.
Interessant wirds dann aber, wenn du mal eine Schaltung hast, die nicht
tut, was du erwartest, obwohl du eigentlich jede Appnote soweit
eingehalten hast...
Und zudem gibt es auch fehlerhafte oder ungünstige Appnotes, wie man
dort unten auch sieht:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/33-Quarz
BTW: ich möchte die von dir aufgeführte Fehlerfreiheit von 99,999% doch
tatsächlich anzweifeln. Nur eine von 100000 Schaltungen hat keinen
Fehler? Schaffst du das nachweislich? Ich gebs zu: ich schaff das
nicht.
Angstkondensator schrieb:> Franzi Farad schrieb:>>> Appnotes nachbauen kann>>> JEDER.>>>> Nope, es gibt Leute die können nicht mal ein IKEA-Möbel nach Anleitung>> nachbauen.>> Und darauf bildest du dir was ein?
Bist du eine ELIZA? (http://de.wikipedia.org/wiki/ELIZA)
Lothar Miller schrieb:> Angstkondensator schrieb:>> Dann schreib mal zwei, drei inhaltliche Sätze dazu.> Was willst du hören?> Impedanzverläufe von Kondensatoren und Leitungsinduktivitäten sollten> einem ein Begriff sein. Und dass man weiß, wofür die Blockkondensatoren> eigentlich da sind. Und das wars im Großen und Ganzen eigentlich schon.> Damit bekommt man 99,9% der Schaltungen problemlos ans Laufen.
Dirks zielt ja nicht auf die Funktion, sondern geht den Schritt weiter
zur EMV (und Zuverlässigkeit). Schön, wenn eine Schaltung zwar
funktioniert, aber nicht durch die EMV kommt.
Lothar Miller schrieb:>> es ist "simpelste Physik", aber dann verstehe ich deine Skepsis nicht.> Welche Skepsis denn? Die gegenüber der von den Herren Dirks gepredigten> "Multilayer mit abgestimmten Kondensatorgruppen und sonst nichts"?> Ja, da bin ich skeptisch, ob die begeisterten Ingenieure, die da aus dem> Seminar herauskommen, das zuhause dann auf ihrer Baugruppe auch> angewendet bekommen.
Ich hab ja geschrieben, dass Dirks gegen den Beamtendreisatz anpredigen
muss:
1. Das haben wir immer so gemacht!
2. Das haben wir noch nie gemacht!
3. Da könnte ja jeder kommen!
Jedenfalls wirken diese 100nF-Blockkondensatoren (Oder welchen Wert man
da auch immer nimmt) nicht breitbandig. Meist haben die ihr
Impedanzminimum bei ca. 20MHz und je nach Via kann man das noch nach
unten verziehen. Heutige Bausteine ziehen aber den Strom hochfrequenter
und wenn da die Kondensatoren bereits hochohmig werden geht der Nutzwert
stark zurück.
Die Lösung mit kleineren Bypasskondensatoren kann nach hinten losgehen,
wenn man die ungünstig kombiniert bekommt man eine Resonanzüberhöhung.
Dikrs Ansatz ist es die Spannungsversorgung breitbandig niederohmig zu
machen und somit das EMV-Verhalten zu optimieren.
Eigelsreiter hat das in der Praxis umgesetzt und die Kondensatorgräber
unter den FPGAs weggelassen mit dem Ergebnis, dass die EMV gut war und
die Stabilität der Spannungsversorgung stabiler war, als die der
Evalboards des FPGA-Herstellers.
Also warum es nicht gleich richtig machen und bei einer durchdacht
ausgelegten Spannungsversorgung die dann vollkommenen überflüssigen
Kondensatorgräber weglassen?
Angstkondensator schrieb:> Eigelsreiter hat das in der Praxis umgesetzt und die Kondensatorgräber> unter den FPGAs weggelassen mit dem Ergebnis, dass die EMV gut war und> die Stabilität der Spannungsversorgung stabiler war, als die der> Evalboards des FPGA-Herstellers.
Mit welchen Testszenarion (Ecktemperaturtest?, Pseudo random test
pattern?, BE-derating, ..) wurde die Stabilität nachgewiesen? Welche
Parameter zeichnen die Stromversorgungen der getesten boards (low
drop-out/remote sensing/PWM regulator) resp deren Anbindung (Breite
PowerPlanes, Layer-Stack)aus ? Welche Margin verblieb bis zum Ausfall?
Was für den einen die Praxis, ist für den andern nur ein Antesten unter
Laborbedingungen. Oder agr eine Simualtion mit vereinfachten Modellen.
Grüße,
Franzi Farad schrieb:> Angstkondensator schrieb:>> Eigelsreiter hat das in der Praxis umgesetzt und die Kondensatorgräber>> unter den FPGAs weggelassen mit dem Ergebnis, dass die EMV gut war und>> die Stabilität der Spannungsversorgung stabiler war, als die der>> Evalboards des FPGA-Herstellers.>> Mit welchen Testszenarion (Ecktemperaturtest?, Pseudo random test> pattern?, BE-derating, ..) wurde die Stabilität nachgewiesen? Welche> Parameter zeichnen die Stromversorgungen der getesten boards (low> drop-out/remote sensing/PWM regulator) resp deren Anbindung (Breite> PowerPlanes, Layer-Stack)aus ? Welche Margin verblieb bis zum Ausfall?
Die Aussage bezog sich auf die Bausteinpufferung. Eigelsreiter hat
einfach einen "größeres" (frag mich jetzt nicht nach exakten Zahlen)
Schieberegister im FPGA generiert und mit einer Eins-Null-Folge
gefüttert. Also quasi etwas gebaut, was den Worst-Case-Fall recht nahe
kommt und somit recht viele synchrone Schaltvorgänge erzeugt.
Eigelsreiters Board hat diesen Fall klaglos mitgemacht, das
Hersteller-Eval ist "ausgestiegen". Zu Details musst du ihn schon selbst
fragen, der Kunde scheint jedenfalls mit der Stabilität im Praxiseinsatz
zufrieden zu sein.
Angstkondensator schrieb:> Die Aussage bezog sich auf die Bausteinpufferung. Eigelsreiter hat> einfach einen "größeres" (frag mich jetzt nicht nach exakten Zahlen)> Schieberegister im FPGA generiert und mit einer Eins-Null-Folge> gefüttert. Also quasi etwas gebaut, was den Worst-Case-Fall recht nahe> kommt und somit recht viele synchrone Schaltvorgänge erzeugt.> Eigelsreiters Board hat diesen Fall klaglos mitgemacht, das> Hersteller-Eval ist "ausgestiegen".
Lange Schieberegister mit T-FF am Eingang "produzieren" in erster Linie
viel Verlustwärme. Wenn da ein FPGA "aussteigt" sollte man als erstes
sicherstellen das es nicht an mangelnder Entwärmung lag. Evalboards
werden meines Wissens gern ohne Kühlkörper resp Konvektionsverstärker
(Miefquirl) betrieben.
Das führt uns zur spannenden Frage wie man ein Versagen der Bufferung in
Praxis nachweisen kann? Flankensteilheit an den IO's messen scheint mir
da zielführender als auf das "Aussteigen" des FPGA's zu warten.
Gruß
Der Ausstieg über Thermische Verluste würde aber erst nach einer
gewissen Zeit erfolgen. Ich vermute mal, das wäre aufgefallen. Die
Platinen hatten beide afik keinen Kühlkörper. Der Ausstieg war wohl
unmittelbar nach dem Booten.
Die Taktfrequen der FFs war auch nicht zu hoch, ich meine etwa 60 oder
80 MHz, also nichts was an die Grenzen der Flankensteilheit geht. (Ich
kann mir auch gut vorstellen, dass man hier ein paar Frequenzen
durchprobiert hat bis man eine Schwachstelle getroffen hat).
Intern haben FPGAs auch ein paar Kapazitäten, sonst würden z.B. die
SERDES-Gruppen erst recht keine zweistelligen GHz-Taktraten auf den Weg
bringen können.
Franzi Farad schrieb:> Ich sag man so: Als Ingenieur hat man zuerst Dinge zu machen die> funktionieren. Dazu benutzt man seine eigene und Erfahrung dritter> (Empfehlungen,Applications Notes, user Guides): Mit 100 nF läufts und> gut ist. Schaltung kreieren die nicht stabil laufen ist nicht> Arbeitsszweck eines Ing..
Ein weiterer Grund: die 100nF hat man meist sowieso irgendwo in der
Schaltung. Wenn nun noch (z.B.) drei weitere Bauteilwerte dazukommen,
sind das in der Fertigung drei Reels mehr. Damit macht man sich nicht
eben beliebt.
Max
Max G. schrieb:> Wenn nun noch (z.B.) drei weitere Bauteilwerte dazukommen,> sind das in der Fertigung drei Reels mehr.
Das ist mit in erster Ordnung egal, denn es ist ein PAL (Problem anderer
Leute).
> Damit macht man sich nicht eben beliebt.
Keine Sorge, die Mädels und Jungs kommen drüber weg. Und Freunde kannst
du auch woanders finden... ;-)
Lothar Miller schrieb:> Max G. schrieb:>> Wenn nun noch (z.B.) drei weitere Bauteilwerte dazukommen,>> sind das in der Fertigung drei Reels mehr.> Das ist mit in erster Ordnung egal, denn es ist ein PAL (Problem anderer> Leute).
Oh, da gibt es das probate Mittel "Design for manufactoring" dann is das
ganz schnell dein Problem, resp. das des Entwicklers. Wenn sich der
Produktionsleiter weigert das Design als produzierbar im gegeben Budget
freizugeben und noch vor dem Start mit dem bösen F-wort droht
("Fertigungsstop") dann ist das ganz schnell ein Problem der Entwicklung
(wenn auch nur eines von vielen ;-))
Oder der controller rechnet dir die Lagerhaltungskosten vor, der
richtige Controller kann auch kleinere Eurobeträge teuflisch groß
erscheinen lassen ...
http://en.wikipedia.org/wiki/Design_for_manufacturability
@FPGA-Mensch:
Wenn man ganz am Anfang der Nahrungskette steht, dann ja. Ansonsten wird
man aber auf dich hören und abwägen.
Weil ich (und Kai Klaas) es woanders schonmal schrieb:
Beitrag "Re: Welcher BF245 ist der richtige ?"
Die <zwei> Planes großflächig zur Abblockung benutzen geht so ab ca.
100-300MHz. Müssen dann aber innen liegen wegen kleinerem Lagenabstand.
> Oh, da gibt es das probate Mittel "Design for manufactoring" dann is das> ganz schnell dein Problem, resp. das des Entwicklers.
Nur, wenn sich der Ingenieur vom Betriebswirt über den Tisch ziehen
lässt...
> Oder der controller rechnet dir die Lagerhaltungskosten vor, der richtige> Controller kann auch kleinere Eurobeträge teuflisch groß erscheinen lassen ...
Dann frage ich ihn, ob er da auch die Servicekosten wegen nicht
zuverlässig funktionierender Geräte auch mit eingerechnet hat.
Und ja, ich kenne seine Antwort: das ist ein PAL, denn er muss nur dafür
sorgen, dass das Gerät billig ist.
Lothar Miller schrieb:>> Oh, da gibt es das probate Mittel "Design for manufactoring" dann is das>> ganz schnell dein Problem, resp. das des Entwicklers.> Nur, wenn sich der Ingenieur vom Betriebswirt über den Tisch ziehen> lässt...
?? Ne dem Betriebswirt is "Design for manufactoring" ein Buch mit Sieben
siegeln. Der Leiter der Produktion insbesonders der Chef von Bestücker
(meist selbe Ingenieure)
wird die Produktionsfreigabe verweigern, wenn er mehr reel-feeder
nebeneinanderstellen soll als er Platz im Keller hat. Oder mehr als der
Bestücker in einem Rutsch verarbeiten kann und für 3 Rollen muss alles
umgerüstet werden und neu durchlaufen ....
Für den interessierten Laien, so schaut ein Bestücker mit feeder aus:
http://www.thesmtsource.com/2013/01/manncorp-mc-385v1v-single-head.html
MfG
> so schaut ein Bestücker mit feeder aus:
Kenne ich. Es gibt grössere Automaten... ;-)
Wenn ich meine Schaltung aber nur nur diesen 3 zusätzlichen Bauteilen
(es muss gar nicht sein, dass die "zusätzlich" drin sind, die können ja
schon verwendet sein wie der legendäre 100nF Kondensator auch)
zuverlässig zum Laufen bringen werde, was mache ich dann? Ich beuge mich
dem Gejammer des Betriebswirts oder dem Gezeter des Fertigers? Hört sich
durchaus nach einem probaten Weg an... :-/
> "Design for manufactoring"
Streiche o, setze u
Lothar Miller schrieb:>> so schaut ein Bestücker mit feeder aus:> Kenne ich. Es gibt grössere Automaten... ;-)>> Wenn ich meine Schaltung aber nur nur diesen 3 zusätzlichen Bauteilen> (es muss gar nicht sein, dass die "zusätzlich" drin sind, die können ja> schon verwendet sein wie der legendäre 100nF Kondensator auch)> zuverlässig zum Laufen bringen werde, was mache ich dann? Ich beuge mich> dem Gejammer des Betriebswirts oder dem Gezeter des Fertigers? Hört sich> durchaus nach einem probaten Weg an... :-/
Natürlich nicht, wenn es läuft dann läuft es und der Punkt Feeder Anzahl
verkleiner kommt auf die Liste für das nächste Layout, resp. für die
kostenoptimierte Variante. Dazu eine grobe aber ehrliche Abschätzung was
eine Änderung an Aufwand/Kosten erwarten lässt, und die Fertigung kann
mal die Ersparniss berechnen, insbesonders ab wann es sich nicht mehr
lohnt zu Optimieren. Bei Stückzahlen von um die hundert für die
Gesamtserie lohnt sich die Diskussion eh meist nicht.
Persönlich finde ich den Einwand berechtigt, lieber Standard-teile
verwenden, Grundregel beherzigen und ordentlich testen statt mit
teurerer Spezialsoftware "optimalste" Dimensionierungen ermitteln. Wie
sagt der Fahrlehrer
"Fahr los bei Grün und wart nicht darauf das es Grüner wird" ;-)
Es läuft doch anders: Es gibt eine Liste der angelegten Bauelemente in
der Firma und die nimmt man vorzugsweise. Und sie wird immer dann
erweitert, wenn es nötig ist. Das ist der Fall wenn die Nachteile eines
Spezialbauelements dessen Vorteile nicht überwiegen.
Bei Bestückern ist es genauso. Wäre dann der Fall für kleinere
Auftraggeber, denn dann bestimmt typischerweise der Bestücker das
Vorzugslager.
Max G. schrieb:> Ein weiterer Grund: die 100nF hat man meist sowieso irgendwo in der> Schaltung. Wenn nun noch (z.B.) drei weitere Bauteilwerte dazukommen,> sind das in der Fertigung drei Reels mehr. Damit macht man sich nicht> eben beliebt.
Prinzipiell versucht man eh den Bodycount niedrig zu halten.
Wenn ich z.B. für mein aktuelles Design unter dem BGA mal eben 5 dutzend
Keramikondensatoren weglassen kann, weil eh überflüssig spart das
entsprechend kosten in der Bestückung. (Hinzu kommt, dass nicht
vorhandene Keramikondensatoren nicht brechen können und somit keine
Kurzschlüsse verursachen).
Ich kann Angstkondensator (Gast) nur zustimmen.
Ich habe in meiner letzten Firma über 15 Jahre lang nach Dirks
entkoppelt, mit dem Vorteil deutlich seltener nach Inbetriebnahme oder
EMV-Test ins Redesign zu müssen als die Kollegen, die das nicht machen
wollten.
(Irgendwann wurde beschlossen, es müssen alle so machen, weil die
Ehrenrunden zu viel Zeit und Geld kosteten.)
Drei bis fünf abgestufte X7R-Kondensatoren für eine Fläche von 4 * 4 cm²
für alle ICs, die da drauf passen! Die fünf Werte kann man sogar
festlegen, wenn der Entwickler die Fläche einigermaßen einhält. Das wird
die Anzahl der Gurte in der Fertigung nicht so dramatisch erhöhten. Und,
die Kosten für Dutzende 100nF Kerkos sind auch nicht Null. Außerdem kann
mir keiner erzählen, dass es außer 100nF-Kondensatoren keine weiteren
Werte mehr in der Firma gibt!
Und, weiter oben wurde schon gesagt: Der Flächenkondensator wirkt
oberhalb einiger 100 MHz und ist nicht durch einen diskreten Kondensator
zu ersetzen. Bei der angegebenen Fläche geht die Wirkung über 1GHz
hinaus.
Es gibt auch Nachteile dieses Verfahrens:
- Moderne BGA-Bausteine sind vollflächig mit Balls ausgestattet. Je nach
Layoutmöglichkeiten gibt das möglicherweise einen Schweizer Käse durch
die GND- und Powerplanes. Dann funktionieren die nicht mehr besonders
toll und man ist wirklich im Nachteil.
- Auch die kleinen Kondensatoren müssen X7R sein, keinesfalls gehen
solche mit hoher Güte.
- u.U. benötigt man für die Flächenkondensatoren mehr Lagen als beim
konventionellen Entkoppeln - die bekommt man nicht immer.
- man ist immer im Zwiespalt mit den Applikationsschriften der
Hersteller. Eine Diskussion darüber erübrigt sich auch, denn die haben
keine Erfahrung mit der Methode. Wenn was nicht geht, dann ist's erst
mal die anders gewählte Entkopplungsmethode!
- dasselbe gilt, wenn man die Auslegung mit den Kunden diskutieren muss.
Die drei letzten Punkte halten mich leider heute davon ab, es weiter so
zu machen.
Dass zur Entkopplung immer noch nur die 100nF-Kondensatoren auftauchen,
wundert mich auch. Ich führe das auf die Technik vor 40Jahren zurück -
da war der Wert noch angebracht und seither hat keiner mehr darüber
nachgedacht.
> Auch die kleinen Kondensatoren müssen X7R sein, keinesfalls gehen solche> mit hoher Güte.
Weil sich sonst wegen Resonanzerscheinungen unschöne Spitzen im
Impedanzverlauf der "Powerplane" ergeben...
Und die eine Kondensatorgruppe pro 16cm2 macht mehr Sinn, als das, was
hier ab&an aufschlägt: ein einziges Kondensatorarray für die ganze
Platine...
Lothar Miller schrieb:> Und die eine Kondensatorgruppe pro 16cm2 macht mehr Sinn
Die Größe ist ein Kompromiss zwischen der erreichbaren höchsten
Frequenz, bei der die Entkopplung (und damit die Unterdrückung der
Abstrahlung) noch wirkt (Fläche möglichst klein) und der erreichbaren
Kapazität des Plattenkondensators (Fläche möglichst groß). Bei kleinen
Flächen jedoch muss in der Kondensatorgruppe auch ein noch relativ
kleiner C dabei sein - und den gibt es nicht in X7R.
In dem Zusammenhang habe ich bei meiner Aufzählung der Nachteile noch
vergessen:
- man muss auch Isolationsdicken zwischen den Planes von 50µ oder max.
70µ zur Verfügung haben. Ja, die gib es, je dünner desto besser, aber
eben auch entsprechend teurer ...
- manche ASCIs und die meisten FPGAs benötigen zwei, drei oder mehr
Versorgungsspannungen und im Worst Case benötigt man für jede Spannung
ein eigenes Planepaar. Daher kommt natürlich auch die Aussage, dass
unter 10 Layer meist nichts geht.
> Dass zur Entkopplung immer noch nur die 100nF-Kondensatoren auftauchen,> wundert mich auch. Ich führe das auf die Technik vor 40Jahren zurück -> da war der Wert noch angebracht und seither hat keiner mehr darüber> nachgedacht.
Durch Wiederholungen wird eine Falschausage auch nicht besser. In
aktuellen Datenblättern tauchen die 100 nf keinesfalls als (einzige)
Lösung auf. In den letzten Jahren wurde viel von vielen über die C's
nachgedacht und nachgemessen, der hier öfters zitierte Herr ist weder
Pionier noch Messias. Eine solche missionarische Überhöhung schadet der
Glaubwürdigkeit mehr als sie nützt.
MfG