Ethernet auf Platine

[Oz z. (ozzy)]

Moin,

ich möchte eine Busplatine für einen Roboter entwerfen. Auf dieser 
sollen verschiedene Erweiterungsplatinen Platz finden. Über diese 
Busplpatine läuft nun die Spannungsversorgungk, I2C, SPI,..., und eben 
auch Ethernet. Die Platine hat eine Länge von ca. 50cm. Geht das so mit 
der Länge der Ethernet-Leitungen? GGf. könnte ich die Geschwindigkeit 
auch auf 10Mbit herunterschrauben...

Vielen Dank im Voraus,
Ozzy

[Uwe N. (ex-aetzer)]

Hallo Christoph,

Wenn die Ethernet-Signale Impedanzdefiniert sind spielt die Länge nur 
noch eine untergeordnete Rolle. Um das zu bewerkstelligen brauchst du 
entweder ein 4-Lagenboard (Referenzpotential direkt unterhalb der 
differentiellen Leitungspaare) oder eine Diff.Coplanare Impedanz 
(Signale sind allseitig mit GND umhüllt). Diese braucht aber deutlich 
mehr Platz. Bei beiden Varianten sind vorher einige Berechnungen für die 
richtige Geometrie der LBs und Lagenabstände zu machen (mit einem 
Impedanzsolver wie von Polar Instruments, es gibt auch einige freie 
Tools dafür - leider beherrschen nicht alle freien Tools Differentielle 
Strukturen).

Willst du tatsächlich eine 50cm lange Platine ? Das ist sehr lang...
Die nutzbare Grösse eines Zuschnitts beim LP-Fertiger beträgt AFAIK 
570x420mm.

EDIT: der Vorteil der Coplanaren Strukturen ist, das du zur Not mit 
einer Lage eine definierte Impedanz erhälst.

[Oz z. (ozzy)]

Moin,

danke für Deine Antwort. Also die Platine wird 4-Lagig und ist der Länge 
nach in zwei Platinen aufgeteilt (Konstruktionsbedingt durch den 
Roboter). Es werden nur 4 Ethernet-Leitungen verlegt (rx-,rx+, tx+, 
tx-). Die Lagenabstände kann ich ja nicht wirklich beeinflussen, nur, 
auf welche Lage ich die Signale lege...

[Uwe N. (ex-aetzer)]

Christoph O. schrieb:
> Die Lagenabstände kann ich ja nicht wirklich beeinflussen, ...

natürlich kannst du das. Wird dann natürlich nix mehr mit 
Pool-Fertigung.

[Oz z. (ozzy)]

Ok, das stimmt natürlich, würde dann wohl aber auch den preislichen 
Rahmen sprengen... Ist ja so schon teuer genug...

[Uwe N. (ex-aetzer)]

Du kannst auch mit dem Standard-Aufbau des LP-Fertigers Impedanzen 
realisieren. Bedingt durch den i.d.R. sehr grossen Abstand zwischen 
einer Aussenlage und der nächsten Innenlage bekommst du aber u.U.sehr 
breite LBs.

Hab mal kurz bei Lei..On den Standard-Aufbau für 4 Lagen Boards 
angeschaut. Abstand zw. Aussenlage und Innenlage beträgt 360µm. Das 
bedeutet, das die LBs ca.250µm breit und einen Abstand (innerhalb eines 
Paares) zueinander von ca.150µm haben müssen, um auf ca.100 Ohm diff. 
Impedanz zu kommen. Siehe Anhang.

[Oz z. (ozzy)]

Das klingt schon einmal sehr interessant. Mit welchem Tool hast Du das 
denn berechnet? Ist das "Speedstack PCB"? Wenn ich die also 0.25mm breit 
mache, und dazwischen 0.15mm Platz lasse, funktioniert es?
Das sollte ja zu schaffen sein.

[Uwe N. (ex-aetzer)]

> Ist das "Speedstack PCB"?
Nee, stammt von Polar Instruments "Si8000".

[Oz z. (ozzy)]

Moin,

habe mir jetzt mal die Evaluationsinstallation geholt. Kannst Du mir 
vielleicht noch sagen, wie genau die 100 Ohm eingehalten werden müssen?

Vielen Dank und viele Grüße,
Ozzy

[Uwe N. (ex-aetzer)]

Wie tolerant der Ethernet-Standard ist, weiß ich spontan nicht, ich 
denke, das alles zwischen 90 Ohm und 110 Ohm funktionieren sollte.

Reiz das aber nicht unbedingt aus, da die Fertigungstoleranzen beim 
LP-Fertiger +/-10% betragen dürfen.