Laut diversen Beiträgen hier im Forum werden die Stützkondensatoren für BGAs am einfachsten auf der Rückseite der Platine angebracht. Jetzt möchte ich aber nur einen BGA verwenden und eine doppelseitige Platine nur für eine Handvoll Kondensatoren gerne vermeiden.
Wie praktikabel wäre es für den angehängten SDRAM IC (8 x 8 qmm), die Stützkondensatoren an der Seite zu platzieren (drei oben, zwei unten, vier für die Einzelgänger in den Ecken)?
Ich habe auch von Kondensatoren unter dem IC gelesen (hier z.B. zwischen den beiden Gruppen), aber das ist für mich nicht praktikabel.
eine doppelseitige Platine
nur für eine Handvoll Kondensatoren gerne vermeiden
Du willst ein SD-Ram auf einer einseitigen Platine? Viel Glueck. :-)
Bin mal gespannt wie das du das ueberhaubt layouten willst.
Ansonsten sind die ueblichen Vorgaben dazu da das ein Layout idealerweise
beim erstenmal funktioniert, man durch den EMV-Test kommt und auch allgemein ein bisschen Zuverlaessigkeit gegen Variationen bei Bausteinen, PCB-Material usw hin bekommt.
Natuerlich kann man auch manches ans laufen bekommen wenn es nur fuer ein Einzelstueck auf dem Basteltisch sein soll! Allerdings braucht es dafuer entweder Erfahrung, Glueck oder Mut.
Da hier nichts zur Geschwindigkeit steht kann das sehr gut auch mit zwei Lagen funktionieren. Bauteile nur auf einer Seite ist dabei ebenfalls voll OK.
Da hier nichts zur Geschwindigkeit steht kann das sehr gut auch mit zwei
Lagen funktionieren. Bauteile nur auf einer Seite ist dabei ebenfalls
voll OK.
Takt ist maximal 108 MHz, tatsächlich etwas weniger.
Ich meine eine 4-lagige Platine, die nur auf einer Seite bestückt
ist -- also einseitig.
Okay, ich denke das wird man hin bekommen.
Takt ist maximal 108 MHz, tatsächlich etwas weniger.
Der von dir genutzte Takt ist irrelevant. Entscheidend ist die
Steilheit der Flanken. Also wenn du so willst die maximale
Geschwindigkeit welche die Bauteile koennen. Das ist z.B
der Grund wieso man bei vielen MCUs die Geschwindigkeit
der Ausgaenge einstellen kann.
Ist machbar. Etwas unpraktisch dafür ist die Anordnung der Versorgungsbällchen, aber mach einfach schöne Inseln auf der Versorgungslage. Und die bekommen dann neben dem IC ihre Cs.
Danke für eure Einschätzungen, dann versuche ich das mal. Die Ausgänge lassen sich tatsächlich einstellen, also kann ich ggf. mit der Geschwindigkeit runter gehen.
Habe ich mit einem FPGA mit einem 140MHz-Design auch schon gemacht. Funktioniert problemlos. Zum "Gegentest" habe ich mal bei 5 Delinquenten die Blockkondensatoren alle entfernt und das Ding im Klimaschrank gequält. Erst bei -20°C traten bei einem einzigen davon vereinzelt Probleme auf.
Danke für eure Einschätzungen, dann versuche ich das mal. Die Ausgänge
lassen sich tatsächlich einstellen, also kann ich ggf. mit der
Geschwindigkeit runter gehen.
Der "Trick" lautet, die Kondensatoren so flächig wie möglich an die BGA-Pins anzubinden. Hier braucht man halt zwangsläufig zwei VIAs, eins am BGA, eins am Kondensator. Nicht schön, wird aber bei normalem SDRAM und reichlich 100MHz noch funktionieren.
Lokale Versorgungsinseln und die Kondensatoren dicht an das Gehäuse. Möglichst nicht erst Durchsteiger runter und dann wieder hoch, sondern auf der oberen Kupferlage gerade raus. Das ging nicht an allen Versorgungspins, die inneren mussten dann doch runter auf eine Versorgungsinsel, die dann wieder dicht am FPGA geblockt wurde.
Bei dem Gehäuse hier würde ich die VDDQ flächig im Top-Kupfer machen und die VSSQ eine Lage tiefer rausführen. Dann zwei oder 3 kleine 0402 Blockkondensatoren da dran.
Die VDD und VSS sind zum Glück nicht gekreuzt, sondern links und rechts getrennt. Da würde ich oben und unten Block-Cs vorsehen.
Der "Trick" lautet, die Kondensatoren so flächig wie möglich an die
BGA-Pins anzubinden. Hier braucht man halt zwangsläufig zwei VIAs, eins
am BGA, eins am Kondensator. Nicht schön, wird aber bei normalem SDRAM
und reichlich 100MHz noch funktionieren.
Kann ich mir das so vorstellen, dass ich je einen Pin und den entsprechenden Kondensator mit einer kleinen Fläche verbinde statt einer normalen Leiterbahn? Also so in etwa wie eine super dicke Leiterbahn?
Und die Vias sind dafür da, diese Flächen auf die verschiedenen Lagen zu verteilen?
Kann ich mir das so vorstellen, dass ich je einen Pin und den
entsprechenden Kondensator mit einer kleinen Fläche verbinde
Nicht einzeln. Man bindet praktisch alle VCC-Pins an eine kleine Fläche an, zieht die an der Seite des BGAs raus und platziert dort die Kondensatoren.
statt einer
normalen Leiterbahn? Also so in etwa wie eine super dicke Leiterbahn?
Ja
Und die Vias sind dafür da, diese Flächen auf die verschiedenen Lagen zu
verteilen?
Beim BGA kommt man wie bei allen SMD-Bauteilen nur auf der oberen Lage direkt an die Pins ran. Alles andere braucht eine VIA, um auf andere Ebenen zu kommen. Wie Lothar schon empfahl, sollte man versuchen, VCC auf der Oberseite als Fläche zu führen. GND liegt innen und wird per VIA angebunden.
verstehe ich das für mich falsch? Ich mach zwar mit BGA nichts und werde auch mit BGA nichts machen, nur dachte ich das immer jeder VCC Pin seinen eigenen Kondensator bekommt. Wenn man jetzt alle VCC Pins mit einer Fläche verbindet, dann rausführt und dann Kondensatoren platziert, hat man doch einen "Haufen Kapazität" ohne Trennung zu den Pins. Gelten bei BGA wegen der Dichte andere Regeln?
verstehe ich das für mich falsch? Ich mach zwar mit BGA nichts und werde
auch mit BGA nichts machen, nur dachte ich das immer jeder VCC Pin
seinen eigenen Kondensator bekommt.
Ja, aber das sagt nix über die Verbindung aus.
Wenn man jetzt alle VCC Pins mit
einer Fläche verbindet, dann rausführt und dann Kondensatoren platziert,
hat man doch einen "Haufen Kapazität" ohne Trennung zu den Pins.
Ob das machbar ist, hängt sehr vom FPGA Zweck ab.
Wenn da ein paralleler Bus rausgeführt wird - wo viele Pins gleichzeitig schalten, dann sind die Stützkondensatoren viel kritischer, wie wenn da nur ein paar serielle I2C/SPI dranhängen. Was auch hilft, ist mit der Versorgungsspannung für die IO soweit wie möglich runterzugehen.
ich dachte das dabei "zu viele" Vcc Pins unnötig lange Wege zum Kondensator haben. Es sind bestimmt kleine Vcc Grüppchen gemeint die dann am Rand ein zwei Kondensatoren gemeinsam bekommen. Wenn man das rundherum macht sind meine Bedenken zerstreut. :-) Ich halte mich am Besten raus.
das immer jeder VCC Pin seinen eigenen Kondensator bekommt
Und dass im Idealfall dieser Kondensator auf der anderen Seite an den zugehörigen GND Pin geht...
Weil es beim BGA aber so eine eindeutige paarweise Zuordnung meist sowieso nicht gibt, geht man auf möglichst kurzem Weg zu den möglichst nshe platzierten Blockkondensatoren.
pins-dram.png
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