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Forum: FPGA, VHDL & Co. Abblockkondensatoren beim FPGA


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von Markus K. (Gast)


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Es geht sich speziell um einen Spartan 3 FPGA, wo ich gerade dabei bin 
die Power DIstribution zu entwerfen. Mir ist nicht ganz klar wie viele 
Abblockkondensatoren man braucht. Für jeden VCCO, VCCAUX und VCCINT Pin 
100nF + 10nF + 4.7µF ist ja das ganze Board voll mit Kondensatoren. 
Selbst 100nF 0603 wird schon schwer. Es geht sich um ein 144Pin Package. 
Wie bestimmt man das richtige Verhältnis von 10nF und 4.7µF zu 100nF 
Kondensatoren?

: Verschoben durch Moderator
von ahkf (Gast)


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Um welche Variante des Spartan 3 handelt es sich denn genau (MPN)?

von Olaf (Gast)


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> Mir ist nicht ganz klar wie viele
> Abblockkondensatoren man braucht. Für jeden VCCO, VCCAUX und VCCINT Pin
> 100nF + 10nF + 4.7µF ist ja das ganze Board voll mit Kondensatoren.

An jeden Pin wo Strom rein/raus geht muss ein Kondensator. Natuerlich 
mit moeglichst hoher Resonanzfrequenz. Also vielleicht nur 10nF, 
eventuell auch 100nF. Die groesseren vielleicht etwas weniger.


Olaf

von Falk B. (falk)


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Markus K. schrieb:
> Es geht sich speziell um einen Spartan 3 FPGA, wo ich gerade dabei bin
> die Power DIstribution zu entwerfen. Mir ist nicht ganz klar wie viele
> Abblockkondensatoren man braucht. Für jeden VCCO, VCCAUX und VCCINT Pin
> 100nF + 10nF + 4.7µF

Nein. Das Thema wurde schon viel duskutiert, wenn gleich es keinen 
endgültigen Konsens gibt.

> ist ja das ganze Board voll mit Kondensatoren.
> Selbst 100nF 0603 wird schon schwer. Es geht sich um ein 144Pin Package.
> Wie bestimmt man das richtige Verhältnis von 10nF und 4.7µF zu 100nF
> Kondensatoren?

Durch Würfeln, Glauben oder Messen ;-)

Stromversorgung für FPGAs

https://www.mikrocontroller.net/articles/Kondensator#Entkoppelkondensator

Auf jeden FALL NICHT einmal 4,7uF / VCC/GND Paar! Das sind viel zuviele 
Kondensatoren. Eher irgendwas 10-100uF / VCC-Bank, ggf. sogar für 
mehrere mit der gleichen Spannung. Die Parallelschaltung von 100nF + 
10nF ist in vielen Fällen auch sinnlos bis kontraproduktiv, denn ein 
100nF 0603 hat praktisch die gleiche, niedrige parasitäte Induktivität 
wie ein 10nF in 0603. Das Layout ist da viel wichtiger. Breite 
Leitungen, idealerweise VCC und GND Flächen etc.

von Olaf (Gast)


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> Nein. Das Thema wurde schon viel duskutiert, wenn gleich es keinen
> endgültigen Konsens gibt.

Ich koennte mir auch vorstellen das es von der Logic im FPGA abhaengt.
Die kleinen direct an der Versorgung wird man immer brauchen weil 
schnell und zackig geschaltet wird. Die grossen vermutlich vermehrt wenn 
sich auch der mittlere Stromverbrauch stark aendert.
Und dann muss man wohl noch unterscheiden ob die Schaltung nur so laufen 
soll, oder ob man noch durch die EMV muss.

Olaf

von HildeK (Gast)


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Die großen Kapazitäten (4.7µ oder auch mehr) nur ein-/zweimal pro Rail 
wird reichen. Ansonsten sollten 100nF reichen, auch mal für zwei Pins, 
wenn sie nahe beieinander liegen. Wobei VCCINT die kritischere Spannung 
ist: niedrigerer Wert und mehr Stromaufnahme und intern ggf. höhere 
Geschwindigkeit als die anderen, da werden noch einige 10nF zusätzlich 
gut sein. An jedem VCCINT-Pin sollten aber die 100n dran sein und das 
möglichst nahe.

Markus K. schrieb:
> Selbst 100nF 0603 wird schon schwer.

Deshalb gibt es schon seit langem auch 0402 und kleinere ...

von Falk B. (falk)


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HildeK schrieb:
> An jedem VCCINT-Pin sollten aber die 100n dran sein und das
> möglichst nahe.

Möglichst niederinduktiv. Nähe ist da nur ein Parameter.

>> Selbst 100nF 0603 wird schon schwer.
>
> Deshalb gibt es schon seit langem auch 0402 und kleinere ...

Für einen Sparten 3 braucht es die nicht wirklich. Man kann auch mal die 
Kirche im Dorf lassen.

: Bearbeitet durch User
von Frank K. (fchk)


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Für einen Spartan 6 ist das alles exakt vorgeschrieben:

https://www.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug393.pdf

Seite 13ff.

Auch die Baugröße und die Art der Kondensatoren ist dort exakt 
vorgeschrieben: Seite 16. Das haut auch seinen Grund: Größere Packages 
haben eine größere ESL. D.h. Du darfst statt 0402 auch 0201 nehmen, 
nicht aber 0603.

Vielleicht kannst Du Dich ja daran bei Deinem Spartan 3 orientieren.

PS: warum nimmst Du eigentlich so was altes. Ein Spartan 6 ist nicht 
unbedingt teurer, und du sparst Dir die 2.5V für VCCaux.

fchk

von Falk B. (falk)


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Frank K. schrieb:
> Für einen Spartan 6 ist das alles exakt vorgeschrieben:

Nö, Es sind EMPFEHLUNGEN! Und auch wenn die vermutlich schon recht 
brauchbar sind, ist das kein göttliches Gesetz. Man kann es auch anders 
machen, wenn man weiß was man tut und es anders machen will. Nennt sich 
freie Entscheidung, erst recht von Leuten die Ahnung haben.

>
> 
https://www.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug393.pdf

> Auch die Baugröße und die Art der Kondensatoren ist dort exakt
> vorgeschrieben: Seite 16. Das haut auch seinen Grund: Größere Packages
> haben eine größere ESL. D.h. Du darfst statt 0402 auch 0201 nehmen,
> nicht aber 0603.

Nö, auch das sind EMPFEHLUNGEN! GUIDELINES!

> Vielleicht kannst Du Dich ja daran bei Deinem Spartan 3 orientieren.

Würde ich nicht tun. Das sind verschiedene Kaliber, der S3 ist etwas 
zahmer als der S6. Wieviel, weiß ich nicht.

Und auch das Dokument würde ich mal KRITSCH betrachten. Was da an 
einigen Stellen steht, hat mehr mit Comedy als E-Technik zu tun.

Seite 17.

"This example is of an FPGA with a single interface spanning three I/O 
banks, all powered from the same voltage. The required PCB capacitor 
table (Table 2-1) calls for one 100 μF capacitor per bank. These three 
capacitors can be consolidated into one capacitor since three 100 μF 
capacitors can be covered by one 330 μF capacitor. The following is then 
true:
• The ESL of the combination must be one-third of the specified 
capacitor. Three capacitors at 5 nH are equivalent to one capacitor at 
1.7 nH. This implies that a 330 μF capacitor is acceptable provided its 
ESL is less than 1.7 nH.
• The ESR of the combination must be one-third of the specified 
capacitor. Three capacitors each in the range of 10 mΩ to 60 mΩ are 
equivalent to one capacitor in the range of 3.3 mΩ to 20 mΩ. A 330 μF 
capacitor is acceptable provided its ESL is in this range.
• Three 100 μF capacitors with 3 nH ESL and 20 mΩ ESR are replaced by 
one 330 μF capacitor with a 0.5 nH ESL and a 15 mΩ ESR."

Hat diese Zeilen der Anwalt von Xilinx oder Dilberts indischer 
Praktikant verfaßt? Ein 330uF Kondensator mit 0,5nH ESL und 15mOhm ESR? 
Hab ich was verpaßt oder ist das einfach nur Traumtänzerei?
Die anderen "Anforderungen" sind vom gleichen Kaliber!

P S Gerade in der aktellen "Situation" reagiere ich eine wenig 
allergisch auf "das alles exakt vorgeschrieben" . . .

von Komisch (Gast)


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Warum eigentlich kein Artix/Spartan 7... he he ja nicht auf Lager ;-P
(die 6er sind aber auf Lager)

von Markus K. (Gast)


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Frank K. schrieb:
> Für einen Spartan 6 ist das alles exakt vorgeschrieben:
> 
https://www.xilinx.com/content/dam/xilinx/support/documentation/user_guides/ug393.pdf
> Seite 13ff.
> Auch die Baugröße und die Art der Kondensatoren ist dort exakt
> vorgeschrieben: Seite 16. Das haut auch seinen Grund: Größere Packages
> haben eine größere ESL. D.h. Du darfst statt 0402 auch 0201 nehmen,
> nicht aber 0603.
> Vielleicht kannst Du Dich ja daran bei Deinem Spartan 3 orientieren.
> PS: warum nimmst Du eigentlich so was altes. Ein Spartan 6 ist nicht
> unbedingt teurer, und du sparst Dir die 2.5V für VCCaux.
> fchk

Weil spartan 6 im tqfp nicht verfügbar ist.

von Gustl B. (-gb-)


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: Bearbeitet durch User
von Markus K. (Gast)


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ISE funktioniert super wozu brauche ich dann vivado? Der spartan xcs400 
hat außerdem mehr Logik als der xcs6lx9, was der größte nicht bga ist.

von Gustl B. (-gb-)


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Markus K. schrieb:
> ISE funktioniert super wozu brauche ich dann vivado?

Verstehe ich. Aber Vivado hat vielleicht mehr und andere IP dabei, 
bessere Toolchain die besser optimiert, modernere FPGAs haben auch 
andere Features wie breitere und mehr DSPs, mehr BRAM, ISE wird nicht 
mehr unterstützt und irgendwann nicht mehr unter dem aktuellen Windows 
laufen, ...

Den Max10 gibt es im EQFP-144, hier auch mal der kleinste und größte 
Max10.
1
          DSP  kBit
2
XC6SLX9    16   576
3
XC3S400    16   288
4
10M02      16   108
5
10M50     144  1638

: Bearbeitet durch User
von Strubi (Gast)


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Die UG393 ist teils echter Nonsense, gerade beim TQFP-Fall (LX9) spart 
man sich lieber 1-2 von den Dingern ein oder klackst nur ein paar kleine 
0403er hin, anstatt die zu weit weg von den Pins oder gar auf die 
Rückseite hauen zu müssen. Aehnlich beim Spartan3, gesundes Verständnis 
einer Wellenfunktion und scharfes Anschauen des Layouts hilft da mehr 
als die Guides vom grossen X.

Aber jeder wie er will, das Thema ist alle Jahre wieder heisser Stoff 
für Diskussionen.

von Duke Scarring (Gast)


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Strubi schrieb:
> Aber jeder wie er will, das Thema ist alle Jahre wieder heisser Stoff
> für Diskussionen.
Jepp. Und solange, wie die Designs keine Auffälligkeiten zeigen, werde 
ich da nicht ohne Not an der Stromversorgung dranrummessen. Bei dem 
Fummelkram rutscht man gerne mal ab und hat dann ganz andere Probleme 
:-(

Hier noch was zum Thema:
http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung

Duke

von Wühlhase (Gast)


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von Falk B. (falk)


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Wühlhase schrieb:
> Naaaaja...

Meine Rede seit Jahren . . . ;-)

von Holger W. (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Duke Scarring schrieb:
>
>> Hier noch was zum Thema:
>> http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/14-Entkopplung
>> Duke
>
> Naaaaja...

Lothar ist auch nicht der allwissende Gott. Da steht auch viel Unfug.

von Gustl B. (-gb-)


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Wühlhase schrieb:
> Naaaaja...

Holger W. schrieb:
> Da steht auch viel Unfug.

Sehr feige ..
Also raus mit der Sprache! Was ist Unfug, was ist schlecht in dem 
verlinkten Text zur Entkopplung?

von Wühlhase (Gast)


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@Gustl:
Was hältst du denn z.B. von solchen Ausdrücken:

> 2. Regel
> Leiterbahnschleifen sind Spulen und Spulen sind Elektromagnete.
> Im Allgemeinen wollen wir keine Elektromagnete auf Platinen bauen.

Auch wenn sich die Seite an Laien richtet, ist "Elektromagnet" in diesem 
Zusammenhang eher irreführend. Dann sollte man lieber auf eine Erklärung 
zu Blindwiderständen verweisen, auch das geht kurz, knapp und leicht 
verständlich.

Und nach den Bilderchen unten mache ich meine Platinen meistes 
"Falscher" oder "am Falschesten". Ich bin ja der Meinung daß ein Layout, 
wo es auf 3mm Leiterbahn ankommt, noch ganz andere, weitaus schlimmere 
Schwächen hat als ein paar mm Leiterbahn zum Kondensator.
Die Unterschiede zwischen dem, was Lotahr da als richtig und "falsch" 
darstellt, dürften marginal sein...wenn überhaupt messbar.

Und gerade wer "am Falschesten" derart bezeichnet, dafür aber z.B. die 
Lagenkapazität außer Acht läßt sowie die Tatsache, daß eine Lage zur 
Anbindung deutlich niederimpedanter ist als eine Leiterbahn, der macht 
da zumindest Einiges auch nicht so richtig richtig.

Wenn er was richtig machen möchte, wäre es auch gut, solche 
Kondensatoren mit vier anstatt nur zwei Vias zubinden - aber das hat er 
nirgendwo gemacht.

von Falk B. (falk)


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Wühlhase schrieb:
> Und nach den Bilderchen unten mache ich meine Platinen meistes
> "Falscher" oder "am Falschesten". Ich bin ja der Meinung daß ein Layout,
> wo es auf 3mm Leiterbahn ankommt, noch ganz andere, weitaus schlimmere
> Schwächen hat als ein paar mm Leiterbahn zum Kondensator.
> Die Unterschiede zwischen dem, was Lotahr da als richtig und "falsch"
> darstellt, dürften marginal sein...wenn überhaupt messbar.

Meine Rede! Die Verallgemeinerungen die er da tifft, sind irreführend 
bis falsch!

von Holger W. (Gast)


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Was ich bei FPGAs immer mache sind PRO power pin 10nF + ein paar uF pro 
Bank. Wenn Platz ist zu den 10nF noch 47nF. Viel wichtiger sind die 10nF 
wirklich nah am pin und niederinduktiv anbinden und zwar an vcc und und. 
Masseflächen und power Flächen benutzen wo es geht. Die großen 
Kondensatoren dürfen auch weiter weg liegen (jetzt keine 5cm). Denk 
immer dran wenn du große packages hast mit vielen Pins sind die 
Leiterbahnen klein und bringen mehr Induktivität also nah ans package 
und ja da zählt jeder Millimeter. Bei BGA geht fast nur noch unter das 
package die 10nF zu setzen.

Immer bedenken der genaue wert spielt keine übergeordnete Rolle. Es geht 
nicht darum DC stromänderungen zu blocken sondern schnelle transienten 
zu blocken. Da zählt mehr das dielektrikum und layout.

von Falk B. (falk)


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Holger W. schrieb:
> Immer bedenken der genaue wert spielt keine übergeordnete Rolle. Es geht
> nicht darum DC stromänderungen zu blocken

Darum geht es nie ;-)

Stromversorgung für FPGAs

> sondern schnelle transienten
> zu blocken. Da zählt mehr das dielektrikum und layout.

In der Tat. Aber 10nF halte ich gefühlt für zu wenig, vor allem wenn man 
im gleichen Gehäuse 100nF und mehr bekommt. Viele Entwurfsempfehlungen, 
z.B. für den C2000 von TI, gehen eher in die Richtung von 0,5-2uF pro 
Keramikkondensator. Allerdings ist so ein C2000 noch klein und harmlos 
gegenüber modernen, biestigen FBGAs!

von Holger W. (Gast)


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2uf bekommst du nicht mehr im 0402 Gehäuse. Selbst 100nf sind schon 
fragwürdig.

von Falk B. (falk)


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Holger W. schrieb:
> 2uf bekommst du nicht mehr im 0402 Gehäuse. Selbst 100nf sind schon
> fragwürdig.

Man muss nicht jeden Miniaturisierungswahn mitmachen. Bei mir ist bei 
0603 Schluß, kleiner brauch ich für meinen Profikram nicht. Jaja, die 
kriegt man nicht mehr unter ein BGA-Gehäuse ;-)

von Gustl B. (-gb-)


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Falk B. schrieb:
> Jaja, die kriegt man nicht mehr unter ein BGA-Gehäuse ;-)

Auf solche Buteile beziehen sich aber die Empfehlungen mit den 10 nF.

Wühlhase schrieb:
> Ich bin ja der Meinung daß ein Layout,
> wo es auf 3mm Leiterbahn ankommt, noch ganz andere, weitaus schlimmere
> Schwächen hat als ein paar mm Leiterbahn zum Kondensator.

1. Hoffentlich nicht und
2. geht es bei Lothar nur um die Kondensatoren, der Rest der auch 
beachtet werden muss ist also irrelefant (-:

Wühlhase schrieb:
> Auch wenn sich die Seite an Laien richtet, ist "Elektromagnet" in diesem
> Zusammenhang eher irreführend. Dann sollte man lieber auf eine Erklärung
> zu Blindwiderständen verweisen, auch das geht kurz, knapp und leicht
> verständlich.

Finde ich nicht. Elektromagnet versteht man eher als Blindwiderstand. 
Und es geht ja auch (nicht nur) um die Abstrahlung. Große Schleife 
strahlt bei gleichem Strom mehr als kleine Schleife.

Wühlhase schrieb:
> Die Unterschiede zwischen dem, was Lotahr da als richtig und "falsch"
> darstellt, dürften marginal sein...wenn überhaupt messbar.

Messbar ist echt krass viel, aber für den Alltag nicht relevant.
Es ist eben so, dass ein Design ein Kompromiss ist. Immer. Zwischen 
Platz, Kosten, Arbeitszeit, ...
Und dann ist es auch so, dass sich manche Designschwächen aufsummieren. 
Jede Einzelne führt noch nicht zum Fehler, aber wenn mehrere Dinge 
gleichzeitig schlecht gemacht wurden, dann gibt es eben Fehler - auch 
dann wenn die einzeln funktionieren würden.
Daher sollte man ruhig etwas Abstand lassen zu der Grenze bei der etwas 
nicht mehr funktioniert und lieber mehr Sicherheit einplanen. Das 
Problem für Laien ist aber, dass diese Grenze oft nicht bekannt ist. 
Gegrade heute wo ja auch Laien Sachen verbauen die man früher nur den 
Profi hätte machen lassen wie USB, HDMI, DDR RAM, ... da kommen eben so 
Fragen wie Abblock Cs, Längenausgleich, Impedanz der Leiterbahnen, ... 
ja ist alles wichtig, aber alles gleichzeitig perfekt nach Vorgabe 
einhalten geht eigentlich auch nie. Trotzdem empfehle ich sehr das so 
gut wie möglich zu machen. Dadurch werden Schaltungen robuster weil mehr 
Abstand zum Fehlerfall bleibt.

von Komisch (Gast)


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Holger W. schrieb:
> 2uf bekommst du nicht mehr im 0402 Gehäuse. Selbst 100nf sind
> schon
> fragwürdig.


Schon vor 10 Jahren gabs das.
Heute bekommst Du sogar 22µF im 0402 Gehäuse.
Ja ich weiss um die Einschränkungen, aber nutzbare 2µF in 0402 sind 
heute eher kein Problem mehr. 100nF schon gar nicht.

von Gustl B. (-gb-)


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Heute sind wir bei 0,5 mm Ball Pitch und 01005 ... aber auch dort gibt 
es 100 nF zu kaufen.

von Falk B. (falk)


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Gustl B. schrieb:
> Heute sind wir bei 0,5 mm Ball Pitch und 01005 ... aber auch dort gibt
> es 100 nF zu kaufen.

Aber nicht jeder kann und WILL diesen Miniaturwahn mitmachen! Ja, 
technisch eindrucksvoll, aber es gilt auch hier

So einfach (und grob) wie möglich, so komplex (und klein) wie nötig.

von Gustl B. (-gb-)


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Falk B. schrieb:
> So einfach (und grob) wie möglich, so komplex (und klein) wie nötig.

Natürlich! Wenn man sowas verbaut dann nicht aus Spaß sondern weil man 
da lange drüber nachgedacht hat und das die beste Lösung ist. Ich bin 
schon traurig, dass es neuere FPGAs kaum noch ohne BGA gibt.

von Blechbieger (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Heute sind wir bei 0,5 mm Ball Pitch

Lattice ist bereits bei 0,35 mm angekommen. iCE40 Ultra im 36-ball WLCSP 
(2.08 x 2.08 mm) Gehäuse. Ein Kondensator in 1206 ist größer.

von Olaf (Gast)


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> Aber nicht jeder kann und WILL diesen Miniaturwahn mitmachen! Ja,
> technisch eindrucksvoll, aber es gilt auch hier

Ja, es gibt gewisse STandardgroessen die man immer so ohne Nachdenken 
verwendet, alle kleinere wenn es muss....

> Man muss nicht jeden Miniaturisierungswahn mitmachen. Bei mir ist bei
> 0603 Schluß, kleiner brauch ich für meinen Profikram nicht.

...bei uns findet derzeit ein Wechsel von 0603 auf 0402 als Standardkram 
fuer alle Lebenslagen statt. Grund ist die heutzutage bessere 
Verfuegbarkeit. 0402 wird gerade "allgemein ueblich". Gewoehnt euch also 
dran. :)

Olaf

von Wühlhase (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>> Auch wenn sich die Seite an Laien richtet, ist "Elektromagnet" in diesem
>> Zusammenhang eher irreführend. Dann sollte man lieber auf eine Erklärung
>> zu Blindwiderständen verweisen, auch das geht kurz, knapp und leicht
>> verständlich.
>
> Finde ich nicht. Elektromagnet versteht man eher als Blindwiderstand.

Dann erkläre mir doch mal, warum man keinen Elektromagneten in seiner 
Spannungsversorgung haben möchte. Beim Blindwiderstand wäre das sofort 
klar.


Gustl B. schrieb:
> Und es geht ja auch (nicht nur) um die Abstrahlung.

Das ist (mir) schon klar, ich würde sogar sagen daß Abstrahlung da gar 
keine Rolle spielt. Schließlich geht es um Hobbyprojekte mit völlig 
handzahmen Mikrocontrollern, wo ganz sicher keine EMV-Messung 
stattfinden wird.

Allerdings ist Abstrahlung das Einzige, was Lothar auf seiner Seite da 
erwähnt. Von einer niederimpedanten Spannungsversorgung schreibt er 
nichts, aber das wäre m.M.n. das Wichtigste.


Gustl B. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>> Die Unterschiede zwischen dem, was Lotahr da als richtig und "falsch"
>> darstellt, dürften marginal sein...wenn überhaupt messbar.
>
> Messbar ist echt krass viel, aber für den Alltag nicht relevant.
> Es ist eben so, dass ein Design ein Kompromiss ist. Immer. Zwischen
> Platz, Kosten, Arbeitszeit, ...
> Und dann ist es auch so, dass sich manche Designschwächen aufsummieren.
> Jede Einzelne führt noch nicht zum Fehler, aber wenn mehrere Dinge
> gleichzeitig schlecht gemacht wurden, dann gibt es eben Fehler - auch
> dann wenn die einzeln funktionieren würden.
>
> [...]

Unter uns ist das doch hoffentlich selbstverständlich. Aber damit kannst 
du die Seite von Lothar nicht verteidigen.
Du kannst dich nicht hinstellen und halbgar Verfahrensweisen erklären 
und dabei auf den Bruchteil eines Millimeters pochen, wichtige 
Erklärungen zum Warum auslassen und dann noch praktische 
Alternativlösungen schlicht als "Falsch, Falscher, am Falschesten" 
anzeigen. Die eben so falsch nicht bzw. sogar völlig richtig sind.

Wenn du in der Ausbildung stumpf gesagt bekommst wie du was zu machen 
hast (von einem "Meister" der es auch nicht so recht weiß), dein Lebtag 
aber niemals weißt warum du das so machen sollst und es auch nie 
hinterfragst...dann kommt sowas dabei raus. Und das sollte man so nicht 
unbedingt stehenlassen, finde ich.

von Gustl B. (-gb-)


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Wühlhase schrieb:
> Dann erkläre mir doch mal, warum man keinen Elektromagneten in seiner
> Spannungsversorgung haben möchte. Beim Blindwiderstand wäre das sofort
> klar.

Eben weil der abstrahlt.

Wühlhase schrieb:
> Das ist (mir) schon klar, ich würde sogar sagen daß Abstrahlung da gar
> keine Rolle spielt. Schließlich geht es um Hobbyprojekte mit völlig
> handzahmen Mikrocontrollern, wo ganz sicher keine EMV-Messung
> stattfinden wird.

Nein. Nur weil nicht gemessen wird kann das trotzdem stören. Gerade weil 
nicht gemessen wird und das nur Hobby ist ist das eher Blindflug. Man 
weiß nicht wie sehr das stört und kann das als Laie auch schwer 
einschätzen. Gerade deshalb sollte man sich an so Faustregeln halten 
auch wenn die im Einzelfall vielleicht übertrieben sind.

Wühlhase schrieb:
> Du kannst dich nicht hinstellen und halbgar Verfahrensweisen erklären
> und dabei auf den Bruchteil eines Millimeters pochen, wichtige
> Erklärungen zum Warum auslassen [...].

Das nennt man didaktische Reduktion (-:

Wenn man für bestimmte Dinge sensibilisieren möchte, dann geht das auch 
mit Übertreibung. Der Profi sieht manche Sachen dann deutlich 
entspannter, aber wenn ein Laie so eine Schaltung baut, tja, was soll 
man ihm raten?

Werde erstmal Profi und dann weißt du worauf du wieviel Wert legen 
musst.

Das geht leider nicht, also rät man ihm alles so gut zu machen wie es 
mit vertretbarem Aufwand eben machbar ist. Nach einiger Zeit wird er 
dann zum Profi und kann manche Dinge wieder entspannter angehen.

Ich vergleiche das gerne mit dem Kochen oder Backen. Da habe ich genau 
NULL Ahnung. Wenn ich jetzt ein bestimmtes Gericht kochen müsste das ich 
noch nie gekocht habe, was werde ich wohl machen? Mich möglichst exakt 
an das Rezept halten. Der Profi würde da an vielen Stellen etwas mehr 
oder weniger, etwas länger oder kürzer rumbraten. Aber das kann ich 
nicht einschätzen, also mache ich das möglichst so gut wie ich es kann.

von Falk B. (falk)


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Gustl B. schrieb:
> Das geht leider nicht, also rät man ihm alles so gut zu machen wie es
> mit vertretbarem Aufwand eben machbar ist. Nach einiger Zeit wird er
> dann zum Profi und kann manche Dinge wieder entspannter angehen.

Oder aber auch nicht! Er wird zu immer ängstlicherem, pedantischen 
Wesen, daß sich ganz starr an die "Reglen" hält, egal wie aberwitzig die 
sind, um Verantwortung und Risiko zu umgehen.

von Wühlhase (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Das geht leider nicht, also rät man ihm alles so gut zu machen wie es
> mit vertretbarem Aufwand eben machbar ist. Nach einiger Zeit wird er
> dann zum Profi und kann manche Dinge wieder entspannter angehen.

Genau so wie Falk es beschrieben hat, läuft es dann viel zu oft. Du 
siehst es doch auch hier, wer da alles mit den (schlimmen) 
Herstellerguidelines ankommt.

Die Seite von Lothar enthält nur "Mach das so" und "Mach das so nicht". 
Da wird kein einziger Zusammenhang erklärt, nichts zum Nachdenken, der 
Leser ist im Grunde hinterher nicht klüger als vorher.
Auch aus didaktischer Sicht finde ich das grauenhaft.

von Gustl B. (-gb-)


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Falk B. schrieb:
> Gustl B. schrieb:
>> Nach einiger Zeit wird er dann zum Profi und kann manche Dinge wieder 
entspannter angehen.
>
> Oder aber auch nicht! Er wird zu immer ängstlicherem, pedantischen
> Wesen, daß sich ganz starr an die "Reglen" hält, egal wie aberwitzig die
> sind, um Verantwortung und Risiko zu umgehen.

Ja gut, also wird er nicht zum Profi und will sich nicht die Grundlagen 
aneignen. Also kann er auch weiterhin nicht einschätzen welche Regel wo 
wann wieviel Sinn macht.

Aber was ist dir dann lieber?
Wenn er weiterhin ohne Grundlagenkenntnisse sinch stur an übertriebene 
Regeln hält, oder wenn er das nicht tut?

Mir sind Leute lieber die selber wissen, dass sie etwas nicht ganz 
verstanden haben und dann eben Regeln befolgen, als Menschen die von 
sich glauben sie wüssten alles (obwohl das nicht so ist) und sich dann 
stümperhaft an Dinge rantraun die ihnen etliche Nummern zu groß sind.
Bei Hobbysachen die keine Schaden anrichten ist das voll OK, wenn man 
viele Produkte zerlegt, dann sieht man, dass sich die Stümperhaftigkeit 
nicht aufs Hobby beschränkt.
Eine Ausnahme sind Leute, die Regeln absichtlich missachten um die 
Grenzen auszuloten. Ich hatte in einem anderen Thread mal den 
Längenausgleich von USB ausprobiert. Das würde ich nie bei einem Produkt 
machen, aber der Versuch hat mir gezeigt, wie viel Spielraum da 
herrscht.

Wühlhase schrieb:
> Die Seite von Lothar enthält nur "Mach das so" und "Mach das so nicht".
> Da wird kein einziger Zusammenhang erklärt, nichts zum Nachdenken, der
> Leser ist im Grunde hinterher nicht klüger als vorher.
> Auch aus didaktischer Sicht finde ich das grauenhaft.

Der Leser kennt hinterher ein paar Regeln die er beachten kann. Klar, 
das könnte ausführlicher sein aber das war wohl auch nicht der Anspruch. 
Wenn man das Thema vollumfänglich erklären wollte, dann wäre das ein 
sehr langer Text. Oder ein paar wenige Formeln die aber für den Laien 
unverständlich sind.

von Wühlhase (Gast)


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Meinst du denn, das Verständnis und einfache Erklärung sich gegenseitig 
ausschließen? Das eine Einführung für Anfänger keine umfassende 
Enzyklopädie sein kann, ist klar und hat niemand gewollt.

Jedem, dem man das Thema Abblockkondensator nahebringen will, sollte man 
zumuten können, daß eine Leiterbahn ein bisschen Induktivität (von mir 
aus soll auch der Begriff Spule fallen, wenn es denn sein muß) mitbringt 
und sich deshalb schnellen Stromänderungen entgegenstellt.
Daß das bei kurzen Stromstößen, wenn z.B. viele Gatterstufen im IC 
umschalten, einen kurzen Spannungseinbruch am Ende der Leiterbahn zur 
Folge hat, müßte eigentlich auch noch in den Kopf gehen.

Daß die Gesamtinduktivität u.a. direkt von der Länge abhängt dürfte sich 
dann schon von selber erschließen (wenn man es erwähnt).

Dann vielleicht noch der Zusammenhang, daß breitere Leiterbahnen weniger 
induktiv sind als schmalere Leiterbahnen (der rein qualitative 
Zusammenhang reicht ja, muß man nicht berechnen), erklären, und schon 
hat man dem Leser etwas mitgeteilt mit dem er was anfangen kann. Ein 
paar quantitative Richtgrößen für die Orientierung, und es kann 
losgehen.

Und das kriegst du alles auf demselben Platz unter, da braucht es keine 
Formeln oder dergleichen.

von xxx (Gast)


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Markus K. schrieb:
> Für jeden VCCO, VCCAUX und VCCINT Pin
> 100nF + 10nF + 4.7µF ist ja das ganze Board voll mit Kondensatoren.

Das hängt von der Anzahl der gleichzeitig schaltenden Ausgänge ab.
Wenn du an einer Bank einen breiten Bus hast, können schon mal > 30 Pins
gleichzeitig schalten, und diese Pins müssen die Kapazität
der angeschlossenen Leitungen umladen.

Den Strom kannst du mit i = C * dU/dt ausrechnen.
Bei 30 Leitungen und angenommenen 30 pF / Leitung, die in 3 nS von
0 auf 3.3 Volt geschaltet werden sollen, sind das 1 Ampere Spitze.

Ein idealer 100 nF Kondensatore würde sich gerade mal um 0.03 Volt 
entladen, von der Kapazität reicht der also locker aus!

Andere Rechnung:
Bei den 30 Leitungen handelt es sich um Transmission Lines mit 100 Ohm.
Der Strom im Umschaltmoment ist dann 3.3 / 100 * 30 = 0.99 Ampere, also
sehr ähnlich zum Kondensatormodel.

Daraus folgt, dass der Wert der Kapazität ziemlich egal ist, solange
er 20x grösser als die gesamte zu schaltende Leitungskapazität ist.
In dem Beispiel sind 100 nF > 30 * 30 pF, und damit sind 100 nF OK.

Warum empfehlen die dann 4.7 uF?  Vielleicht sind es Tantal, die haben
einen hohen ESR von > 5 Ohm, der als Dämpfungswiderstand dient,
und Schwingungen wegdämpft.  Vielleicht haben sie auch keine Ahnung,
oder vielleicht haben sie viel mehr Ahnung, verraten aber
den Grund nicht.

Viel kritischer sind in der Anwendung die parasitären Induktivitäten.
Die führen dazu, das die Kapazität vom Stützkondensator gar nicht am Pin
im Umschaltzeitpunkt ankommt.
Spielt das bei LQFP eine Rolle?  Eher nicht, da schon der Pinanschluss 
mit
dem Bondingdraht mehr Induktivität als ein 0603 Kondensator hat.

Also bleibt in der Praxis übrig:  An wirklich jeden VCC Pin ein 0402 - 
0805
Kondensator mit 20 nF - 100 nF reicht, dazu für den gesamten Chip
ein 10 uF Tantal oder 47uF Elko als Puffer mit integriertem 
Dämpfungswiderstand.
Dazu das Wissen, möglichst keine breiten Busse schnell schalten zu
lassen, das geht leicht in die Hose bei LQFP.

von Markus F. (mfro)


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Wühlhase schrieb:
> Die Seite von Lothar enthält nur "Mach das so" und "Mach das so nicht".
> Da wird kein einziger Zusammenhang erklärt, nichts zum Nachdenken, der
> Leser ist im Grunde hinterher nicht klüger als vorher.
> Auch aus didaktischer Sicht finde ich das grauenhaft.

Die Welt wäre ein besserer Platz, wenn die die etwas wissen und dieses 
Wissen für andere, die weniger wissen, frei zur Verfügung stellen und 
die, die etwas (vermeintlich oder tatsächlich) besser wissen zum 
Besserwissen zusammentäten.

Anstatt dass Letztere nur rummeckern.

von Wühlhase (Gast)


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Ja du Nase, was glaubst du wohl warum manche (darunter z.B. ich) hier 
schreiben?

Nicht ausschließlich, aber auch deshalb.

von Tim (Gast)


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Ich finde ein Mix aus Evalboards und Guidelines bringen einen mit guter 
Preis/Leistung schnell ans Ziel.

Ich finde im Detail endet es in Power Integrity Simulation. Und die ist 
sehr aufwendig.

Die Cap-Cap Resonanzen sind bis jetzt auch nie erwähnt worden.

von Markus F. (mfro)


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Wühlhase schrieb:
> Ja du Nase, was glaubst du wohl warum manche (darunter z.B. ich) hier
> schreiben?
>
> Nicht ausschließlich, aber auch deshalb.

Selber Nase.
Wenn ich Lothar wäre, würde ich deinen Beitrag nicht als konstruktive 
Kritik oder gar Zuarbeit/Hilfe bewerten...

: Bearbeitet durch User
von Fpgakuechle K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Markus F. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>> Ja du Nase, was glaubst du wohl warum manche (darunter z.B. ich) hier
>> schreiben?
>>
>> Nicht ausschließlich, aber auch deshalb.
>
> Selber Nase.
> Wenn ich Lothar wäre, würde ich deinen Beitrag nicht als konstruktive
> Kritik oder gar Zuarbeit/Hilfe bewerten...

 Sehe ich Ebenso, das:
1
Wühlhase: "Da wird kein einziger Zusammenhang erklärt, nichts zum Nachdenken, der 
2
Leser ist im Grunde hinterher nicht klüger als vorher."
ist destruktiv.

Und meines Erachtens liegt hinter einem solchen Zitat, ein 
Praxis-ignorierende akademische Ansatz dahinter, man müße alles erst 
kompliziert theoretisch erklären, bevor man es einfach richtig macht.
Aus den Bildchen bei Lothar wird deutlich, das man das Layout so 
gestalten sollte, das kurze innere Stromschleifen entstehen. Und diese 
kurze prägnante Anweisung ist genau das Niveau, das der Techniker am 
CAE-Tool braucht, um ein gutes Layout zu zeichnen.

Ein guter Ingenieur ist eben kein Akademiker, der nur Theorie kann. Ein 
guter Ingenieur ist ein Mittler zwischen (abgehobener) Hochschultheorie 
und bodenständiger Industrieproduktion.

Wenn also ein Möchtegern-Doktorand irgendwelche Theorie für das nächste 
Conference-WhitePaper abstauben willst, sucht der hier vergebens; wenn 
mensch als Praktiker Erfahrungswerte zum Nachbau sucht, eher richtig.

Was natürlich keinen abhalten soll, sich seine eigene praktische 
Erfahrung aufzubauen, statt nur aus WhitePapern und Datasheets zu 
deklamieren.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Fpgakuechle K. schrieb:
> Sehe ich Ebenso, das:Wühlhase: "Da wird kein einziger Zusammenhang
> erklärt, nichts zum Nachdenken, der
> Leser ist im Grunde hinterher nicht klüger als vorher."
> ist destruktiv.
>
> Und meines Erachtens liegt hinter einem solchen Zitat, ein
> Praxis-ignorierende akademische Ansatz dahinter, man müße alles erst
> kompliziert theoretisch erklären, bevor man es einfach richtig macht.
> Aus den Bildchen bei Lothar wird deutlich, das man das Layout so
> gestalten sollte, das kurze innere Stromschleifen entstehen. Und diese
> kurze prägnante Anweisung ist genau das Niveau, das der Techniker am
> CAE-Tool braucht, um ein gutes Layout zu zeichnen.

Seine Verallgemeinerungen sind dennoch FALSCH!!! Das habe wir in den 
letzten Jahren mehrfach diskutiert, wenn gleich mit dem zu erwartenden 
Ergebnis. Jeder bleibt auf seinm Standpunkt. Ist halt manchmal so.

> Ein guter Ingenieur ist eben kein Akademiker, der nur Theorie kann. Ein
> guter Ingenieur ist ein Mittler zwischen (abgehobener) Hochschultheorie
> und bodenständiger Industrieproduktion.

Ja. Aber daz gehört auch ein Minimum an Erklärung. Muss ja nicht gleich 
auf Maxwell-Gleichungsniveau sein.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Holger W. schrieb:
> 2uf bekommst du nicht mehr im 0402 Gehäuse. Selbst 100nf sind schon
> fragwürdig.
Ich löte seit einigen Jahren 0201 mit 100nF direkt direkt zwischen oder 
an die Pins und fertig.

> Lothar ist auch nicht der allwissende Gott.
Danke für den Vergleich, auch wenn ich das von mir nie behauptet habe 
oder es mir anmaßen würde.

> Da steht auch viel Unfug.
Zeig doch mal den behaupteten "Unfug".

Wühlhase schrieb:
> Die Seite von Lothar enthält nur "Mach das so" und "Mach das so nicht".
> Auch aus didaktischer Sicht finde ich das grauenhaft.
Ändere das und zeig mir deine Seite, dann lösche ich das meinige und 
verlinke deine Seite. Bis dahin reicht es mir aus, wenn ein paar Leser 
es besser machen als "habe die Kondesatoren einfach nur so 
draufgeklatscht".

Wenn einer mitdenken will, dann gebe ich wenigstens mal Impulse und der 
Interessent darf sich gern auch andere Quellen ansehen. Und dass das 
Thema durchaus kontrovers ist, das habe ich auf verlinkten Beiträgen 
hierher aufgezeigt. Wer etwas tiefer einsteigen will, muss nur 
draufklicken.

Falk B. schrieb:
> Aber daz gehört auch ein Minimum an Erklärung.
Da stehen Erklärungen. Und auch wenn es manchem kaum glaubhaft 
erscheint: mich erreichen Emails von Leuten, die es damit kapiert haben 
und die damit glücklich wurden.

von Wühlhase (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ändere das und zeig mir deine Seite, dann lösche ich das meinige und
> verlinke deine Seite.

Oh, ist der Künstler beleidigt weil sich jemand aus dem Pöbel 
erdreistet, sein Werk nicht zu würdigen? Klingt fast so. :)
Lernst du auch z.B. erstmal Kochen bevor du jemand anderem sagst, daß 
dir sein Essen nicht sonderlich gut schmeckt?

Davon abgesehen nehme ich mal an daß du genau weißt, das ich mich ganz 
sicher nicht in Webdesign o.ä. einarbeiten werde, nur um endlich an 
deiner Seite rummäkeln zu dürfen. (Ich mach's trotzdem, vor allem wenn 
Nachfragen kommen.)

Falls du etwas Konstruktives suchen würdest, solcherlei habe ich Gustl 
in diesem Thread hier wohl zur Genüge geschildert.


Markus F. schrieb:
> Wenn ich Lothar wäre, würde ich deinen Beitrag nicht als konstruktive
> Kritik oder gar Zuarbeit/Hilfe bewerten...

Wie gesagt, ich habe - so sehe ich das jedenfalls - jede Menge 
Konstruktives vorgetragen. Ob du oder Lothar das als konstruktiv 
bewerten ist mir eigentlich ziemlich egal, aber was stellst du dir unter 
"konstruktiv" denn vor?


Fpgakuechle K. schrieb:
> Ein guter Ingenieur ist eben kein Akademiker, der nur Theorie kann. Ein
> guter Ingenieur ist ein Mittler zwischen (abgehobener) Hochschultheorie
> und bodenständiger Industrieproduktion.

Also kurz: Theorie UND Praxis. Wie Falk schon sagte, ein Minimum an 
Erklärung ist dazu schon nötig. Und ich meine, irgendwo habe ich sowas 
auch schon gesagt.

Aber es ist interessant zu beobachten wie manche sich in Überspitzungen 
flüchten müssen, nur um krampfhaft Recht zu behalten. Hast du 
Schopenhauer gelesen?

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Wühlhase schrieb:
> daß eine Leiterbahn ein bisschen Induktivität mitbringt
Steht ja da.
> und sich deshalb schnellen Stromänderungen entgegenstellt.
Ja, jetzt wirds lustig, denn jetzt müsste man dem Anfänger 
logischerweise auch noch erklären, warum sich da was "entgegenstellt", 
weil das sonst ja auch nur eine "Merk dir das"-Regel ist. Pack mer also 
mal kurz dem Maxwell aus, oder wie?

Wühlhase schrieb:
> Die Seite von Lothar enthält nur "Mach das so" und "Mach das so nicht".
> Da wird kein einziger Zusammenhang erklärt, nichts zum Nachdenken, der
> Leser ist im Grunde hinterher nicht klüger als vorher.
Ja, hast du "Die Seite von Lothar" überhaupt mal angeschaut? Wer da 
nichts zum Nachdenken findet, ist blind oder faul.

von Wühlhase (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Ja, jetzt wirds lustig, denn jetzt müsste man dem Anfänger
> logischerweise auch noch erklären, warum sich da was "entgegenstellt",
> weil das sonst ja auch nur eine "Merk dir das"-Regel ist. Pack mer also
> mal kurz dem Maxwell aus, oder wie?

Dann kommst du zu noch mehr Warum-Fragen. Eine "Warum-Ebene" reicht, 
aber die erachte ich schon als notwendig.
Und ein qualitativer Zusammenhang im Stile von "Wenn ein Apfel aus 
größerer Höhe fällt, wird er auf eine höhere Fallgeschwindigkeit 
beschleunigt" ist meist leicht zu verstehen, wenn nicht helfen zwei oder 
drei UI-Diagramme (für elektrische Zusammenhänge, nicht für den Apfel). 
Und dazu mußt du kein Wort über Gravitation verlieren. Und so etwas 
vermisse ich da.


Lothar M. schrieb:
> Ja, hast du "Die Seite von Lothar" überhaupt mal angeschaut? Wer da
> nichts zum Nachdenken findet, ist blind oder faul.

Sicher...man kommt ja kaum drum herum, wenn man hier öfter unterwegs 
ist. Und ich meine dich mal gefragt zu haben, ob du zu deinen Bildern 
und Erklärungen auch mal Messungen gemacht hast um das quantifizieren zu 
können, weil mir das ziemlich überzogen vorkam.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Wühlhase schrieb:
> ob du zu deinen Bildern und Erklärungen auch mal Messungen gemacht hast
Ich habe ungewollt Messungen machen, Lehrgeld zahlen und diese 
Betrachtungen und Simulationen durchführen müssen. Und seither ist 
keines meiner Designs jemals wieder auffällig geworden.

> weil mir das ziemlich überzogen vorkam.
Ich habe keine Versprechungen in Hinsicht "da bist du hinterher 20db 
besser oder schlechter" gemacht. Und "quantifizieren" ist auch unsinnig, 
weil man dafür wieder so viele Einschränkungen machen muss, dass 
letztlich wieder nur 1 spezieller Fall betrachtet werden kann. Und dann 
habe ich genau für 1 Fall nachgewiesen, wie man es besser machen kann. 
Und wenn ich das dann gemacht habe, dann kommt sicher wieder einer und 
sagt, dass man aus 1 Fall keine allgemeine Regel ableiten kann.

> weil mir das ziemlich überzogen vorkam.
Würde sich "weniger gut", "noch weniger gut" und "eher schlecht" weniger 
überzogen anhören?

Als kleiner Impuls: wenn "Am Falschesten" (also vom Pin auf die 
Versorgungslage und irgendwo in der Nähe ein Block-C) schon gut genug 
ist, warum treiben dann die IC-Designer extra Aufwand und versuchen, die 
Versorgungsleitungen meist paarweise herauszuführen? Wenn man da vom 
Pin aus sowieso erst mal auf die Versorgungslagen fährt, dann müssten 
die sich das nicht antun, sondern könnten x-beliebige Pins zu 
Versorgungspins machen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Falk B. (falk)


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Lothar M. schrieb:
>> ob du zu deinen Bildern und Erklärungen auch mal Messungen gemacht hast
> Ich habe ungewollt Messungen machen, Lehrgeld zahlen und diese
> Betrachtungen und Simulationen durchführen müssen. Und seither ist
> keines meiner Designs jemals wieder auffällig geworden.

Wo sind die Bilder, Screenshots und Zahlen dazu?

> dass
> letztlich wieder nur 1 spezieller Fall betrachtet werden kann. Und dann
> habe ich genau für 1 Fall nachgewiesen, wie man es besser machen kann.
> Und wenn ich das dann gemacht habe, dann kommt sicher wieder einer und
> sagt, dass man aus 1 Fall keine allgemeine Regel ableiten kann.

Ja eben, weil das auch so ist!

>> weil mir das ziemlich überzogen vorkam.
> Würde sich "weniger gut", "noch weniger gut" und "eher schlecht" weniger
> überzogen anhören?

Vermutlich. Denn das Wort "falsch" wird nicht nur in der aktuellen 
Gesellschaftssituation oft falsch benutzt.

> Als kleiner Impuls: wenn "Am Falschesten" (also vom Pin auf die
> Versorgungslage und irgendwo in der Nähe ein Block-C) schon gut genug
> ist, warum treiben dann die IC-Designer extra Aufwand und versuchen, die
> Versorgungsleitungen meist paarweise herauszuführen?

Weil bei bestimmten, "giftigen" ICs vorteilhaft bis notwendig ist, um 
bestimmte  HF-Eigenschaften zu erreichen.

> Wenn man da vom
> Pin aus sowieso erst mal auf die Versorgungslagen fährt, dann müssten
> die sich das nicht antun, sondern könnten x-beliebige Pins zu
> Versorgungspins machen.

Macht man auch, wenn es die IC-Eigenschaften zulassen. Nicht jeder IC 
ist ein hochgiftiges HF-Monster.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Wo sind die Bilder, Screenshots und Zahlen dazu?
Gehören der Firma und sind deshalb nicht verfügbar.

>> warum treiben dann die IC-Designer extra Aufwand und versuchen, die
>> Versorgungsleitungen meist paarweise herauszuführen?
> Weil bei bestimmten, "giftigen" ICs vorteilhaft bis notwendig ist, um
> bestimmte  HF-Eigenschaften zu erreichen.
Ich habe da zwei recht handzahme Prozessoren auf meiner Seite, wo das 
mit den "paarweise Versorgungspins" auch so ist. Diese 
Allerweltscontroller sind noch weit weg von "giftig".

> Nicht jeder IC ist ein hochgiftiges HF-Monster.
Hat ja auch keiner behauptet. Aber warum sollte ich die Entkopplung 
nicht einfach auch bei "zahmen" ICs so machen, wenn ich es sowieso 
machen sollte (steht ja im DB) und mich der Anschluss des Block-C dicht 
am IC überhaupt keinerlei Mehraufwand kostet?

Aber meinetwegen soll es jeder halten wie er es will und ich halte es 
geradeso.

: Bearbeitet durch Moderator
von Fpgakuechle K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Wühlhase schrieb:

> Fpgakuechle K. schrieb:
>> Ein guter Ingenieur ist eben kein Akademiker, der nur Theorie kann. Ein
>> guter Ingenieur ist ein Mittler zwischen (abgehobener) Hochschultheorie
>> und bodenständiger Industrieproduktion.
>
> Also kurz: Theorie UND Praxis.
Nein! Nicht gleichzeitig "UND", sondern "entweder oder" also XOR. Mit 
einem Akademiker spricht man Akademikersprache, sonst fühlt der sich 
unverstanden und schaltet in den Arroganzmodus (Bei diesem Ing. ist 
"Hopfen und Malz verloren"). Aber den Layouter textet man nicht mit 
'Akademikerlatein'  zu, deren Bedeutung dem Techniker schon eine Minute 
nach der Techniker-Prüfung scheißegal war. Der Techniker fühlt sich von 
sowas nur intellektuell herabgesetzt und stuft einen solch palavernden 
Ingenieur als 'profilisierungssüchtig, wenig lösungsorientiert' ein.

> ein Minimum an
> Erklärung ist dazu schon nötig.
Der Layouter, Mitarbeiter braucht Bewertungsmassstäbe/Metriken und 
möglichst ein Experiment/Messung.
Diese beiden Metriken sind:
(a) wie gut ist mein Layout, kann man es womit verbessern
(b) wie anspruchsvoll ist das Design  hinsichtlich Abblock-C

bei (a) ist dem Layouter am besten geholfen, wenn man ihm konkret 
Anweisungen gibt.
Also kollegialer Imperativ: "Setzte die Pads für Bauform xy dort hin und 
verbinde sie mit Vias durchmesser z1 an die vollflächigen ausgeführte 
Powersupply und GND-planes. Da legst du den C direkt auf die Via's die 
müßen dann vom PCB-Hersteller geplugged werden. .. Mit sowas wie "So nah 
wie möglich" fühlt sich der Layouter nicht wohl, weil er dann selbst 
abschätzen muß, was nah genug ist.

(b) ist die schwierigste Metrik, weil sich da sich die Ing. selbst gern 
drum drücken einzuschätzen, welche C sie wo brauchen und in welchen 
Betriebsfällen und mit welcher Taktfrequenzes eher unkritisch ist.
Da hilft aber schon eine Beschreibung der Funktion weiter "Die Stütz-C 
liefern schnell kleine Ladungsmengen, um bei schnellen Schaltvorgängen 
die Schaltflanke steil zu halten" . Und dann kann man beim 
Schaltungsdesigner/Ingenieur erfragen, welches eben die schnell 
schaltenden Scheitungsteile sind  (bspw. parallele Speicherbusse in 
einer Bank).

Das Experiment/messung ist natürlich das Daus was alles übersticht, also 
was kann ich wie 'sichtbar' machen und was bedeutet das für die 
Stütz-Kondensatoren.
Also sich mal die Flanken an den GPIO's anschauen und das Signal an 
benachtbarte Pins (Übersprechen, Störungen). Direkt an den Stütz-Cs 
gemessen kann auch aufschlussreich sein, manchmal zeigt der 
Spannungsmonitor (bspw. XADC) an, das intern die Vcc Spannung einbricht 
(dann können aber Stütz-C's auch nichts mehr retten). Oder man verwendet 
BIST Schaltungen um bspw per Pseudo-Random pattern das Speicherinterface 
zu stressen und zählt erkannte Bit-fehler. Und beim Experiment hilft 
natürlich wenn man die benutztenStütz-C-Werte variieren kann. Oder man 
verwendet Testschaltungenmit einstellbaren Takt.
--
> Aber es ist interessant zu beobachten wie manche sich in Überspitzungen
> flüchten müssen, nur um krampfhaft Recht zu behalten.
Es geht hier nicht um Recht, sondern um pragmatische Erfahrung im FPGA 
Schaltungsdesign und im gewissen Maße um Menschenführung und 
zwischenmenschliche Komminukation. Das lernt man wohl eher nicht von 
Personen, die seit hunderten Jahren in der Grube liegen.

von Falk B. (falk)


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Lothar M. schrieb:
>> Weil bei bestimmten, "giftigen" ICs vorteilhaft bis notwendig ist, um
>> bestimmte  HF-Eigenschaften zu erreichen.
> Ich habe da zwei recht handzahme Prozessoren auf meiner Seite, wo das
> mit den "paarweise Versorgungspins" auch so ist. Diese
> Allerweltscontroller sind noch weit weg von "giftig".

Kann sein, aber die Pins waren halt so machbar, als o hat man es 
gemacht. Schadet ja nicht.
>
>> Nicht jeder IC ist ein hochgiftiges HF-Monster.
> Hat ja auch keiner behauptet. Aber warum sollte ich die Entkopplung
> nicht einfach auch bei "zahmen" ICs so machen, wenn ich es sowieso
> machen sollte (steht ja im DB) und mich der Anschluss des Block-C dicht
> am IC überhaupt keinerlei Mehraufwand kostet?

Darum geht es selten. Sondern darum, was man mancht, wenn man NICHT 120% 
lehrbuchartig anschließen kann.

> Aber meinetwegen soll es jeder halten wie er es will und ich halte es
> geradeso.

Kannst du. Aber so funktioniert wissenschaftlich/technische Diskusssion 
nicht. Immer dann, wenn es anstrengend wird, einfach "pühhhh" zu sagen.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> was man mancht, wenn man NICHT 120% lehrbuchartig anschließen kann.
1. Man versucht, nicht zu sehr vom Lehrbuch abzuweichen.
2. Man versucht, die Hintergründe des Merksatzes im Lehrbuch zu 
ergründen.
Aber eines dürfte klar sein: gerade wir Techniker leben ständig mit 
vielen Annahmen, Vereinfachungen, Näherungen und Toleranzen, weil man 
sonst niemals was fertig bekommt, wenn man immer vorher alles bis zum 
bitteren Ende der Theorie in Form der Quantenmechnik herunterbricht.

>> Ich habe da zwei recht handzahme Prozessoren auf meiner Seite, wo das
>> mit den "paarweise Versorgungspins" auch so ist.
> Kann sein, aber die Pins waren halt so machbar, also hat man es gemacht.
Nein, diese Annahme ist falsch. Die Chipdesigner legen diese Pins 
keinesfalls "zufällig", sondern ganz bewusst und im Einzelfall 
durchaus mit layouttechnischem Aufwand nah beieinander:
https://components101.com/sites/default/files/component_pin/SAMD21-Microcontroller-Pinout.jpg
https://microcontrollerslab.com/wp-content/uploads/2019/01/Pin-Configuration-of-LPC2148-Microcontroller.jpg
https://www.datarespons.com/wp-content/uploads/2016/02/pross.png
https://components101.com/sites/default/files/component_pin/PIC16F676-Pinout.png
https://en.wikipedia.org/wiki/ATmega328#/media/File:ATmega328P_28-PDIP.svg
Diese Linkliste lässt sich ohne Aufwand beliebig verlängern.

> Aber so funktioniert wissenschaftlich/technische Diskusssion nicht.
Wenn es schlecht ist, die Kondensatoren direkt an die Pins 
anzuschließen, dann sag doch wer, warum es schlecht ist. Und wenn es 
gut ist, was soll ich dann noch groß diskutieren?
Dass es evtl. im Einzelfall "nicht nötig" ist oder dass es im Einzelfall 
"noch viel besser" ginge oder im Einzelfall sowieso "ganz anders" 
gemacht werden muss, das steht auf einem anderen Blatt. Aber dann muss 
man sowieso diskutieren, was denn im speziellen Einzelfall überhaupt 
geblockt werden muss.
Mir reicht es bis zum Ende dieser sicherlich endlosen und müßigen 
Diskussion wie gesagt aus, wenn 95% meiner Designs in der Praxis ohne 
großartiges Nachdenken auf Anhieb laufen.

: Bearbeitet durch Moderator
von Wühlhase (Gast)


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Fpgakuechle K. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>
>> Fpgakuechle K. schrieb:
>>> Ein guter Ingenieur ist eben kein Akademiker, der nur Theorie kann. Ein
>>> guter Ingenieur ist ein Mittler zwischen (abgehobener) Hochschultheorie
>>> und bodenständiger Industrieproduktion.
>>
>> Also kurz: Theorie UND Praxis.
> Nein! Nicht gleichzeitig "UND", sondern "entweder oder" also XOR.

Doch mein Lieber...ganz genau gleichzeitig. Wie soll ein Ingenieur sonst 
seine Aufgabe als Schnittstelle zwischen Theorie und Praxis erfüllen 
können.?


Fpgakuechle K. schrieb:
> Mit
> einem Akademiker spricht man Akademikersprache, sonst fühlt der sich
> unverstanden und schaltet in den Arroganzmodus (Bei diesem Ing. ist
> "Hopfen und Malz verloren"). Aber den Layouter textet man nicht mit
> 'Akademikerlatein'  zu, deren Bedeutung dem Techniker schon eine Minute
> nach der Techniker-Prüfung scheißegal war. Der Techniker fühlt sich von
> sowas nur intellektuell herabgesetzt und stuft einen solch palavernden
> Ingenieur als 'profilisierungssüchtig, wenig lösungsorientiert' ein.

Dem Römer ein Römer und dem Griechen ein Grieche sein, bzw. mit allen 
reden zu können - das ist doch die wahre Kunst in Vollendung.
Im Übrigen habe ich wenig Achtung vor Akademikern, die man wie im 
Kindergarten behandeln muß damit sie nicht bockig werden. Das sind 
erfahrungsgemäß auch nicht die Besten ihrer Zunft. Von einem Akademiker 
kann man erwarten, daß er von sich aus in der Lage ist auch mit den 
unteren Mannschaftsgraden zu sprechen.

Und ansonsten reden wir hier von Anfängern, die ihre ersten Gehversuche 
im Leiterkartenbau machen. Nicht von Firmen, die sich einen Stall aller 
Gradabstufungen verschiedenster Fachrichtungen halten.


Lothar M. schrieb:
> Wühlhase schrieb:
>> ob du zu deinen Bildern und Erklärungen auch mal Messungen gemacht hast
> Ich habe ungewollt Messungen machen, Lehrgeld zahlen und diese
> Betrachtungen und Simulationen durchführen müssen. Und seither ist
> keines meiner Designs jemals wieder auffällig geworden.

Deine Antwort auf meine Frage war damals ein schlichtes "Nein".


Lothar M. schrieb:
> Als kleiner Impuls: wenn "Am Falschesten" (also vom Pin auf die
> Versorgungslage und irgendwo in der Nähe ein Block-C) schon gut genug
> ist, warum treiben dann die IC-Designer extra Aufwand und versuchen, die
> Versorgungsleitungen meist paarweise herauszuführen?

Ist es denn tatsächlich zusätzlicher Aufwand, oder ergibt sich diese 
Positionierung schon aus dem Chip? Kann man Bonddrähte eigentlich 
kreuzen? Dann wäre der Aufwand erst recht nicht der Rede wert.

Mich würde ja mal interessieren, wieviel Bonddraht noch zwischen Pin und 
Chip liegt. Da werden ein paar mm zwischen Kondensatorpad und IC-Pad 
wahrscheinlich erstaunlich unwichtig.

von Fpgakuechle K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Wühlhase schrieb:

> Doch mein Lieber...ganz genau gleichzeitig. Wie soll ein Ingenieur sonst
> seine Aufgabe als Schnittstelle zwischen Theorie und Praxis erfüllen
> können.?

Ich bin nicht 'dein Lieber'. Wenn Du eine Umarmung suchst, dann wende 
dich an einen Laternenpfahl vor der Haustür.

Und wie ich bereits ganz zu Beginn schrieb,  ist der Ingenieur ein 
Mittler.  Und vermittlen kann der Ingenieur nur, wenn er mit dem 
Akademiker wie ein Akademikr  und mit dem Layouter wie mit einem 
Layouter spricht. Und nicht den Layouter mit Akademikergeschwätz 
vorführt das dieser in sachen Theorie ein Blindflansch ist.
Vermischt er layouer-Infos und Akademiker-thesen, entsteht 
Unverständnis, so wie bei einer Schnittstelle, die einer USB 3.0 Seite 
mit RS232 Pegel 'daher' kommt. deshalb braucht es ja den Ingenieur 
zwischen Akademiker und Layouter sondt könnten ja Layouter und 
Akademiker selbst miteinander reden und bräuchten den Ingenieur nicht 
als 'Übersetzter' und kulturellen Vermittler.

DEeshalb finde ich es 100% passend das dauf en Seiten mit den 
Anleitungen für Praktiker nicht im theoretischen Urschleim gerührt wird. 
Und verweise darauf, das es zu Überprüfung eines Experimentes bedarf.

von Fpgakuechle K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Wühlhase schrieb:

> Mich würde ja mal interessieren, wieviel Bonddraht noch zwischen Pin und
> Chip liegt. Da werden ein paar mm zwischen Kondensatorpad und IC-Pad
> wahrscheinlich erstaunlich unwichtig.

Dann schau in die Apllication Notes bspw v. Xilinx, in denen das 
beschrieben ist: 
https://www.xilinx.com/support/documentation/application_notes/xapp426.pdf
https://www.xilinx.com/publications/prod_mktg/pn0010951.pdf


Und nein, die Millimeter zwischen Cap-Pads und Fpga sind nicht pauschal 
unwichtig, es gibt Fälle, bei denen man die Caps direkt auf die Vias 
legt.

Und gerade wenn einiges an Bondraht innerhalb des FPGA-Packages läge, 
wird jeder mm zusätzlich auf dem PCB wichtig.

von Tim (Gast)


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Wühlhase schrieb:
> Kann man Bonddrähte eigentlich kreuzen?

Aus Erfahrung: kann man teilweise für ein schnelles Muster machen, aber 
viel zu fehleranfällig in der Produktion. Der Bondbogen ergibt sich zum 
großen Teil über die Distanz, weshalb beim Kreuzen die Länge gleich 
wäre.

Andernfalls lassen sich gut mehrere Bögen übereinander ziehen, wenn man 
mehrere Padreihen hat.
Auch der Verfahrweg des Sondenkopfes ist ein Thema.

Lieber am einfachsten gleich im ASIC drehen oder falls möglich noch im 
Interposer.

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