Hallo,
ich würde gerne einen Bonsai-Modellcomputer bauen
(https://www.hsg-kl.de/faecher/inf/material/bonsai/bau/index.php).
Das Projekt besteht aus 6 Platinen, die sternförmig an eine
Spannungsversorgung angeschlossen sind. Alle Platinen haben über diese
Spannungsversorgung also schon eine gemeinsame Masse.
Die Platinen sind über Flachbandkabel miteinander verbunden. In jedem
Kabel gibt es unbenutzte Leitungen, die an beiden Enden auf Masse gelegt
sind. So entstehen also große Masseschleifen.
Als Empfehlung beim Platinenlayout ließt man ja manchmal, dass man
Masseschleifen vermeiden sollte.
Sind diese Masseschleifen im Bonsai sinnvoll oder wäre es besser, sie
wegzulassen? Warum?
Das Projekt ist eine reine Digitalschaltung, die hauptsächlich aus
Logik-ICs (74xx) besteht. Es arbeitet mit Taktraten von weniger als
1MHz.
Vielen Dank und viele Grüße
Michael
Vermutlich lassen sich massig Argumente in beide Richtungen finden.
Kommt letztlich drauf an, wie die Querverbindungen aussehen.
Für jedes Signal, das von Platine zu Platine geht, muss ja auch ein
(möglichst kurzer) Rückpfad vorhanden sein.
Wenn da jetzt die Masse erst quer über die Platine läuft, durch den
Sternversorgungspunkt wieder quer über die nächste, dann wäre der
direkte Pfad im Kabel natürlich deutlich schöner..
michael schrieb:> Das Projekt ist eine reine Digitalschaltung, die hauptsächlich aus> Logik-ICs (74xx) besteht. Es arbeitet mit Taktraten von weniger als> 1MHz.
Bei den wenigen Layouts die ich mir von dem Projekt angeschaut habe
ist`s auch schon egal wie Du verkabelst. Denn das alles ist EMV- und
Signaltechnisch unter jeder Kritik (ist aber in dem Fall auch nicht
nötig).
Da bis in die spätern 80er/frühen 90er mehr oder weniger alle digitalen
Schaltungen so aufgebaut waren wird das funktionieren. Und durch die
strenge Kammer muß Du nicht, also:
mach es wie angegeben und lerne daran das man es so nicht macht.
Und wenn es feigelt dann lernst Du daran.
Viel Erfolg und Vergnügen
michael schrieb:> Sind diese Masseschleifen im Bonsai sinnvoll
Mal ne Frage am Rande: Gibt es überhaupt SINNVOLLE Masseschleifen? Ich
meine jetzt nicht: "iss egal in dem Fall", sondern "hier MUSS eine
Masseschleife her!"
michael schrieb:> So entstehen also große Masseschleifen
Ja WIE GROSS sind diese denn?
Das problem bei Masseschleifen besteht ja nicht nur darin, daß durch den
Strombedarf eines Teilnehmers auf der Masseleitung ein Spannungsabfall
erzeugt wird, sondern eben auch darin, daß durch die von einer
Masseschleife aufgeapannten Fläche und den durch selbige gehende
Wechselfelder (50 Hz und so) Wechselspannungen induziert werden.
Beispiel: Nulleiter im Haus versus Heizungsrohr.
Aber ich denke mal, daß deine Bandkabel zu den Komponenten nun nicht
gerade einige Meter lang sind, sondern vielleicht mal eben 20 cm oder so
- und daß keine der Komponenten nen Betriebsstrom im Amperebereich
zieht.
Mal abgesehen davon war zu früheren Zeiten die Grund-Konstruktion so,
daß man eine Rückverdrahtung (bzw. Systembus) mit Steckplätzen hatte.
Ich war nie ein freund davon, weil das nur eine Menge an wackligen
Kontakten und viel Blech bei wenig Elektronik war und oftmals zu einem
Wuchern von Bustreiber-IC's geführt hatte. Intel's Bustreiber in
Schottky, jeder mit über 100 mA Grund-Betriebsstrom... --> Rechner als
Zimmer-Heizung.
W.S.
michael schrieb:> Als Empfehlung beim Platinenlayout ließt man ja manchmal, dass man> Masseschleifen vermeiden sollte.
Richtig, bei Audio brummt es dann.
Bis bei Digital Störungen auftreten, muss aber schon gewaltig was
schieflaufen.
Die wohl sinnvollste Art ist die Backplane.
Also eine Platine in die (senkrecht) alle Karten gesteckt werden,
von dort kommt die Betriebsspannung und dort gehen die Datenleitungen
drüber. Das führt Daten und Masse nahe beieinander parallel
(optimalerweis noch je ein Pin Daten und 1 Pin Masse so daß es dutzende
Massepins gibt die auf der Backplane in eine grosse Massefläche münden
die alle Datenleitungen abschirmt) und vermeidet so grosse Zwischenräume
zwischen den Leitungen, eben Schleifen.
Deine PLatinen sind nicht für eine Backplane gebaut, aber man kann sie
ähnlich anordnen und die Flachbandkabel ähnlich führen. Man könnte
optimalerweise die Masseleitzungen der Flachbandkabel jeweils auf halber
Strecke noch mit den Masseleitungen der Stromversorung verbinden
(Sternpunkt, Massefläche) um optimalen Massebezug herzustellen, aber das
ist mechanisch aufwändig.
Das reicht sicherlich, die anderen Aufbauten funktionieren ja auch.
W.S. schrieb:> Ja WIE GROSS sind diese denn?
Ich denke das ganze Projekt wird so etwa 0,5m auf 0,5m. Es geht um 6
Eurokarten, die mit ein paar cm Flachbandkabel verbunden sind.
Michael B. schrieb:> Die wohl sinnvollste Art ist die Backplane.
Danke, wieder was gelernt. Eine Backplane möchte ich aber nicht machen,
da man dann den Aufbau des gesamten Projekts nicht mehr so leicht
überblicken kann.
MiWi schrieb:> Viel Erfolg und Vergnügen
Vielen Dank!
>Michael B. schrieb:>> Die wohl sinnvollste Art ist die Backplane.>>Danke, wieder was gelernt. Eine Backplane möchte ich aber nicht machen,>da man dann den Aufbau des gesamten Projekts nicht mehr so leicht>überblicken kann.
Nun, die einzelnen Module muessen sowieso einzeln die eigenen
Spezifikationen erfuellen. Jedes einzelne Board benoetigt eine eigene
Debugging Strategie welche auch so implementiert werden mss.
Und fuer den Verbund benoetigt man dann eben Extenderboards welche eine
Leiterplatte von der Backplane weg verlaengern.
Wenn man genuegend Pins auf der Backplane hat, kann man alle Signale auf
der Backplane haben und so die Boards in der Reihenfolge austauschbar
halten.
Wenn ich mit das Ganze auf der Webseite anschaue, wuerd ich's in einem
FPGA implementieren. Es ist schon klar, dass ein Programmcounter ein
einzelner oder mehrere gleiche Bausteine ist (74xx592) ? Und dass ein
Rechenwerk auch so klein ist (74xx181)
