Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 100 MBit Ethernet differentielles Routing


von Christian (dragony)


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Hallo,

ich habe jetzt eine Stunde gesucht, finde aber nur Schrott ohne Belege. 
Einfach hingerotzte Behauptungen ohne Erklärung. Deshalb frage ich mal 
im hier nach. Vielleicht weiss ja zufällig jemand Bescheid.

Es geht um "length matching of differential signal lines " lel. Ja, 
klingt wie hohe Wissenschaft, ist es aber nicht. Und nein, ich kaufe mir 
keine wissenschaftliche Abhandlung darüber. (war google treffer)

Die Frage ist konkret, welche Toleranz gibt es beim matching jetzt 
WIRKLICH?

Echte Informationen sind schwer zu finden. Was ich rausgefunden habe:

100 MBit Ethernet läuft angeblich mit 30 MHz.
Signal propagation in FR4 ist anscheinend 152mm pro ns.

Was mir jetzt noch fehlt, ist der Toleranzbereich, also wie lang die 
Samplingphase geht. In Chip-dokus habe ich sowas nicht gefunden. Wenn 
ich aber mal davon ausgehe, dass 1% Abweichung ok ist, dann müsste es 
bei 30 MHz und 333ps erlaubter Versatz 50mm Reserve haben.

Ich habe einen Versatz von 2mm und mir wurde das zu blöd, einfach so gut 
es geht length-matching zu betreiben, nur weil das mal jemand gesagt 
hat. Ich will jetzt wissen, was da wirklich Sache ist und deshalb 
recherchiere ich grad.

von Frank K. (fchk)


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Christian schrieb:

> 100 MBit Ethernet läuft angeblich mit 30 MHz.

Wo hast Du das denn her?

Fast Ethernet hat eine Netto-Bitrate von 100 MBit/s. Der PHY bekommt 
diese per MII in 4-Bit Häppchen mit 25 MHz oder per RMII in 2-Bit 
Häppchen mit 50 MHz. Der PHY codiert die Nettodaten mit einem 4-zu-5 
Code, d.h. aus 4 Nettodatenbits werden 5 Datenbits auf der Leitung. Auf 
der RJ45-Seite des PHYs hast Du also eine Brutto-Datenrate von 125 MHz, 
und mit der musst Du rechnen.

TI sagt hier:
https://www.ti.com/lit/an/snla387/snla387.pdf

"The total length of each MDI trace should be less than 2 inches, or 
2000 mils. The traces should be length-matched within 20 mils for 1G 
transmissions and within 50 mils for 100M or 10M transmissions. The 
number of vias and stubs on the MDI traces should be kept to a minimum."

50 mil sind 1.27mm, 20 mil sind 0.5mm. Ich würde auch die 0.5mm 
anstreben. Das ist ja normalerweise auch kein Problem.

Das gilt nur für MDI, MII, RMII und MDIO sind eine andere Sache.

fchk

von Christian (dragony)


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Ich benutze den KSZ8851, damit ich Ethernet an meinen alten xmega 
dranbekomme. Da hat es 4 Pins (RXN RXP TXN TXP) vom internen PHY. Ein 
100 MBit PHY läuft soweit ich weiss mit effektiv 30 MHz. Und um diese 
Timings gehts mir. Ja, hätte ich dazu schreiben sollen. Mein Fehler.

von Christian (dragony)


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Ich glaube ich schmeisse hier was durcheinander. Die Bandbreite beträgt 
30 MHz. Das ist glaube ich was anderes...

von Dergute W. (derguteweka)


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von Christian (dragony)


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Also haben wir eine Bandbreite von 30 MHz, aber eine Bitrate von 125 
MHz. Auf die Bitrate kommt es aber an. Bei 125 MHz sind wir bei 8ns pro 
Bit.

Aber wieviel Abweichung ist nun möglich? 1% wären 80ps. Das wären 12mm.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Christian schrieb:
> Also haben wir eine Bandbreite von 30 MHz, aber eine Bitrate von 125
> MHz. Auf die Bitrate kommt es aber an. Bei 125 MHz sind wir bei 8ns pro
> Bit.
Guggstu besser nochmal.

Mach's so wie TI sagt.
Wenns kacke ist, muss auch nicht gleich die Verbindung abbrechen oder 
schlecht sein. Ungleiche Diff-pairs strahlen halt auch mehr ab: Also 
Probleme bei der EMV.

Gruss
WK

von Stephan (stephan_h623)


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Christian schrieb:
> Aber wieviel Abweichung ist nun möglich? 1% wären 80ps. Das wären 12mm.

Die Laufzeiten sind nicht (kaum) relevant. Ist ja nur 1 Paar jeweils für 
RX und TX.
Da ist der Versatz bedingt durch die höchst variable Kabellänge zwischen 
den Anschlüssen reichlich undefiniert, aber auch konstant.
Könnte erst bei GBit mit Übertragung auf mehreren Paaren relevant 
werden.

Es geht nur um die Signalqualität und Abstrahlung. Das musst du 
letztenendes den AppNotes glauben.

von Frank K. (fchk)


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Christian schrieb:
> Also haben wir eine Bandbreite von 30 MHz, aber eine Bitrate von 125
> MHz. Auf die Bitrate kommt es aber an. Bei 125 MHz sind wir bei 8ns pro
> Bit.
>
> Aber wieviel Abweichung ist nun möglich? 1% wären 80ps. Das wären 12mm.

Rechnerisch richtig, sachlich nicht ganz.

Bei einem hochfrequenten differntiellen Signal ist die Signalenergie 
nicht mehr im Kupfer, sondern im Dielektrikum zwischen den beiden 
Leiterbahnen. Du willst sicherstellen, dass der Schnittpunkt der beiden 
Signalkomponenten möglichst immer in der Mitte ist (bei einem 
gleichspannungsfreien Signal also bei 0V). Das sorgt dafür, dass sich 
Gleichtaktstörungen ausmitteln. Stimmt diese Bedingung nicht mehr, dann 
hat Dein Signal nicht nur Gegentaktanteile, die sich nach außen hin 
aufheben, sondern Du bekommst auch Gleichtaktanteile, die sich eben 
nicht mehr gegenseitig aufheben und zu allerlei miesen Effekten wie 
Störabstrahlungen und Störempfindlichkeit führen. Das kann Dir echt den 
Tag versauen.

Auch auf die korrekten Impedanzen (Differentiell und massebezogen) musst 
Du achten.

fchk

von Falk B. (falk)


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Christian schrieb:
> Also haben wir eine Bandbreite von 30 MHz, aber eine Bitrate von 125
> MHz. Auf die Bitrate kommt es aber an. Bei 125 MHz sind wir bei 8ns pro
> Bit.
>
> Aber wieviel Abweichung ist nun möglich? 1% wären 80ps. Das wären 12mm.

Das hatten wir schon mehrfach diskutiert, teilweise mit religiösem Eifer 
;-)
In der Praxis wird nix so heiß gegessen wie es layoutet wird. Deine 2mm 
Differenz, die man praktisch leicht einhalten kann, sind hier vollkommen 
ausreichend. Ich wage die These, daß auch 20mm noch funktionieren. Viel 
wichtiger ist die Signalintegrität, sprich Qualität. D.h. dein 
differentielles Leistungspaar sollte sauber über eine nicht 
unterbrochene Massefläche laufen.

von Falk B. (falk)


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Frank K. schrieb:
>> Aber wieviel Abweichung ist nun möglich? 1% wären 80ps. Das wären 12mm.
>
> Rechnerisch richtig, sachlich nicht ganz.
>
> Bei einem hochfrequenten differntiellen Signal ist die Signalenergie
> nicht mehr im Kupfer, sondern im Dielektrikum zwischen den beiden

Viel geschrieben, das meiste sicher richtig, aber der OP ist auch nicht 
schlauer. 8-0 Leute brauchen eine Größenordung und ne Zahl! Keine 
ewigen, theoretischen Abhandlungen!

von Christian (dragony)


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Ewige theoretische Abhandlungen helfen mir in der Tat nicht weiter. Habe 
schon genug ANs gelesen und nach einigen Seiten wieder zugemacht, weil 
SO GENAU wollte ich es nun auch nicht wissen. (Die ANs zu "external 
compensation network" nerven mich gerade auch ziemlich...) Aber die paar 
Zeilen von Frank da fand ich doch recht hilfreich und das hat nichts mit 
"ewiger theoretischer Abhandlung" zu tun.

Wenn mal 2mm fehlen, kann man das auch nicht so einfach fixen. Da muss 
man einmal mäandern und da kann man auch wieder Fehler machen. Soweit 
ich weiss, müssen dabei die Linkskurven und die Rechtskurven sich 
ausgleichen. Hört sich esotherisch an, scheint aber was dran zu sein. 
Ist bei 2mm halt nicht so einfach und warum soll ich mir die Arbeit 
machen, wenns eh wurscht ist.

von Falk B. (falk)


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Christian schrieb:
> Wenn mal 2mm fehlen, kann man das auch nicht so einfach fixen. Da muss
> man einmal mäandern und da kann man auch wieder Fehler machen. Soweit
> ich weiss, müssen dabei die Linkskurven und die Rechtskurven sich
> ausgleichen. Hört sich esotherisch an, scheint aber was dran zu sein.
> Ist bei 2mm halt nicht so einfach und warum soll ich mir die Arbeit
> machen, wenns eh wurscht ist.

In der Tat. Ich hab vor EWIGKEITEN (2005!) mal an einem Board 
mitgemacht, dort lief 1G und 10G Ethernet drüber, dazu noch ein 16 Bit 
LVDS Bus mit 800Mbit/s/Leitungspaar. Dort gab es die Diskussion auch 
schon. Einige Leute wollten ECHT anfangen, mit total verkrampften 
Kringeln an den Steckern den Längenausgleich unter 1mm zu drücken, "war 
so Vorgabe". Alles Käse!
Wenn man dann sie verschiedenen Signale gemessen hat (feine 2,5GHz 
Differenztastköpfe und sauschnelles Oszi, Marke vergessen), war alles in 
Butter! Auch bei 1,x mm Längendifferenz bei DEUTLICH höherer Symbolrate 
(1G Ethernet hat 1,25 Gbaud, 8B10B Kodierung)

Zum Vergleich. 1,25 GBaud sind 800ps Symboldauer, 1mm Leitungslänge 
6,7ps sprich 0,83%. Das kann man nicht mal messen. Jeder 
Geometriefehler, Lagensprung und geschlitzte Masseflächen macht mehr 
Fehler.

: Bearbeitet durch User
von Christian (dragony)


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Danke Falk. Sowas wollte ich hören. Ich notiere mir in meiner Checkliste 
jetzt, dass für 100 MBit bis 3mm völlig akzeptabel ist.

Die 2.5mm kamen übrigens einzig und allein daher, weil die THT RJ45 
Buchse von Würth RD+ und RD- auf der jeweils anderen Zeile hat. Die 
kannst du entweder "sauber" routen, oder "identisch lang".... Ich 
belasse es beim sauberen Routing.

von Frank K. (fchk)


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Ich bin da einfach konservativer. Sicher, die Empfehlungen sind extra so 
gemacht, dass da auf jeden Fall genug Marge drin ist. Im Lagenaufbau 
hast Du auch immer so 20% Fertigungstoleranz, der Harzanteil ist nicht 
gleich, etc etc. Ich bin jedoch einfach vorsichtig, die durchaus 
vorhandene Marge wieder leichtfertig zu verspielen.

Und wenn ich sehe, dass ein Bauteil einfach sch... zu routen ist, dann 
leiste ich mir einfach den Luxus, ein anderes zu nehmen. Es ist ja nicht 
so, dass es da keine Alternativen gibt.

z.B. hier:
https://www.we-online.com/components/products/datasheet/7498010210A.pdf
Die Differential Pairs liegen auf direkt nebeneinander liegenden Pins - 
das ganze ist unproblematisch zu routen. Gut, das ist jetzt SMD, aber 
auch bei THT gibts solche und solche, und da darf man sich ruhig das 
passende aussuchen. Gehört auch zur Qualifikation.

fchk

von Falk B. (falk)


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Frank K. schrieb:
> Ich bin da einfach konservativer. Sicher, die Empfehlungen sind extra so
> gemacht, dass da auf jeden Fall genug Marge drin ist. Im Lagenaufbau
> hast Du auch immer so 20% Fertigungstoleranz, der Harzanteil ist nicht
> gleich, etc etc. Ich bin jedoch einfach vorsichtig, die durchaus
> vorhandene Marge wieder leichtfertig zu verspielen.

Kann man ja machen, aber die Erfahrung von damals als auch mehrere 
Diskussionen hier im Forum haben gezeit, daß da viele Leute sehr schnell 
hysterisch und pedantisch werden und meinen, jeder Zehntel mm zählt. Das 
tut er nicht.

> Und wenn ich sehe, dass ein Bauteil einfach sch... zu routen ist, dann
> leiste ich mir einfach den Luxus, ein anderes zu nehmen. Es ist ja nicht
> so, dass es da keine Alternativen gibt.

Blaue ICs? ;-)

von Michael (Gast)


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Christian schrieb:
> Habe
> schon genug ANs gelesen und nach einigen Seiten wieder zugemacht, weil
> SO GENAU wollte ich es nun auch nicht wissen.

Du möchtest also eine einfache Antwort auf eine komplizierte Frage.
In dem Fall halte Dich einfach an Empfehlungen und frage nicht nach dem 
Warum.

Keine Vorgabe muss man sklavisch einhalten.
Man kann überall tricksen, schlampen, es nicht so genau nehmen und 
vielleich fällt das niemals auf.
Vielleicht nur unter selten auftretenden Umständen oder durch eine 
schlechtere Performance.

Dann gehst Du ins Labor und nach drei Tagen beim X-ten Test rasselst du 
durch. Ab nach Hause, tagelange Fehlersuche, wieder ins Labor und wieder 
durchgerasselt.
Das Spiel spielst Du dann ein paar 10K€ Labor- und Personalkosten lang, 
um nach dem X-ten Versuch endlich zu begreifen das die Tropfen die das 
Fass zum überlaufen brachten zahlreiche kleine Schlampereien und 
Unverständnisse im Layout waren.

Nun frage ich mich aber warum Lenght Matching ein Thema ist.
Das macht Kicad für mich automatisch, wenn ich es lieb bitte.
Vielleicht benutzt Du einfach das falsche CAD wenn Du das noch manuell 
machen musst.

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:
>> schon genug ANs gelesen und nach einigen Seiten wieder zugemacht, weil
>> SO GENAU wollte ich es nun auch nicht wissen.
> Fass zum überlaufen brachten zahlreiche kleine Schlampereien und
> Unverständnisse im Layout waren.

Jaja, darauf habe ich gewartet. Die deutsche Pedanterie, 
Overengineering, vorauseilender Gehorsam und als Bestes, german Angst. 
Ohjemine!

> Nun frage ich mich aber warum Lenght Matching ein Thema ist.
> Das macht Kicad für mich automatisch, wenn ich es lieb bitte.

Das kann maber auch nur Kringel und Mäander irgendwo einfügen, wenn es 
die Umstände nicht besser hergeben. Und der Glaube, mit 0,0x mm 
Längendifferenzangabe ist alles perfekt, ist eine Illusion. Aber die 
scheinen viele Leute zu brauchen oder gar zu lieben. Die meisten 
schaffen es nicht, einfach zu sagen "das reicht, das ist gut genug, auch 
wenn die Masse das anders sieht". Hatten wir ja vor nicht allzu langer 
Zeit bei einem eher nichtelektronischen, wenn gleich auch 
wissenschaftlichem Thema.

P S Sorgfalt im Ingenieurswesen ist das Eine, überall den Teufel an die 
Wand zu malen das Andere.

P P S Die Diskussion ist die Gleiche wie 90° Ecken in HF-Leitungen! Da 
hat mal EINER gemessen und oh Schreck, KEINE Unterschiede festgestellt!

https://www.mikrocontroller.net/articles/Wellenwiderstand#90%C2%B0_Ecken_in_Leiterbahnen

Was natürlich extrem viele leute VORHER nicht davon abgehalten hat, alle 
möglichen Meinungen dazu kund zu tun.

Wenn man das Thema Längenausgleich ERNSTHAFT diskutieren will, braucht 
es BELASTBARE Messungen! Theoretische Betrachtungen, egal auf welcher 
Ebene, reichen NICHT!

von Michael (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Jaja, darauf habe ich gewartet. Die deutsche Pedanterie,
> Overengineering, vorauseilender Gehorsam und als Bestes, german Angst.
> Ohjemine!

Jaja, was der Falk nicht kennt, das braucht auch keiner.

von Cyblord -. (cyblord)


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Christian schrieb:
> Also haben wir eine Bandbreite von 30 MHz, aber eine Bitrate von 125
> MHz.

Bitrate in MHz anzugeben ist aber schon wild.

Eine Bitrate gibt man in Bit/s an.

von Falk B. (falk)


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Cyblord -. schrieb:
>> Also haben wir eine Bandbreite von 30 MHz, aber eine Bitrate von 125
>> MHz.
>
> Bitrate in MHz anzugeben ist aber schon wild.
>
> Eine Bitrate gibt man in Bit/s an.

Stimmt, aber auch die ist für die Bewertung nicht ausreichend bzw. 
sinnvoll. Am Ende geht es um die Symbolrate in Baud, welche durch 
die Leitungskodierung bestimmt wird. Am Ende geht es um ein möglichst 
gutes Augendiagramm.

: Bearbeitet durch User
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Christian schrieb:
> welche Toleranz gibt es beim matching jetzt WIRKLICH?
Ich habe das vor längerer Zeit für EtherCAT 100M einfach mal 
ausprobiert, die Längen eines 10m Netzwerkkabels absichtlich 
"verfälscht" und dafür eine Ader des Paares immer mehr gekürzt. Nach 5cm 
Kürzung lief das immer noch eine Nacht ohne Fehler durch. Leider konnte 
ich das damals nur qulitativ beurteilen (gibt es Übertragungsfehler), 
aber ich könnte das mit unserem neuen Fluke DSX 602 nochmal untersuchen 
und ansehen, wie sich die Kabelparameter ändern/verschlechtern...

Was wir allerdings herausgefunden haben, ist, dass das 
Terminierungsnetzwerk möglichst dicht an den Phy gehört.

von Dergute W. (derguteweka)


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Moin,

Da waere es halt interessant, wenn man dem DSP im PHY von aussen auf die 
Finger gucken koennte. Denn wie schwer der sich tut, aus der Shice am 
Eingang wieder vernuenftige Signale und daraus dann Bits zu 
rekonstruieren, sieht man ja nicht. Erst wenn der das nicht mehr 
schafft...

Gruss
WK

von Ralf D. (doeblitz)


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Christian schrieb:
> Danke Falk. Sowas wollte ich hören. Ich notiere mir in meiner Checkliste
> jetzt, dass für 100 MBit bis 3mm völlig akzeptabel ist.
>
> Die 2.5mm kamen übrigens einzig und allein daher, weil die THT RJ45
> Buchse von Würth RD+ und RD- auf der jeweils anderen Zeile hat. Die
> kannst du entweder "sauber" routen, oder "identisch lang".... Ich
> belasse es beim sauberen Routing.

Hast auch mal nachgesehen, ob die Leitungslängen in der Buchse absolut 
identisch sind? Ich kann mir nämlich gut vorstellen, dass der Abstand im 
Footprint durch die interne Leitungslänge in der Buchse bereit 
kompensiert wird.

von Andreas M. (amesser)


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Lothar M. schrieb:
> Ich habe das vor längerer Zeit für EtherCAT 100M einfach mal
> ausprobiert, die Längen eines 10m Netzwerkkabels absichtlich
> "verfälscht" und dafür eine Ader des Paares immer mehr gekürzt. Nach 5cm
> Kürzung lief das immer noch eine Nacht ohne Fehler durch.

Ist auch kein Wunder, die Verseilung der früheren Cat5 Kabel war 
teilweise so schlecht das da nach einige cm Längenunterschiede zwischen 
den einzelnen Adern war, wenn man das Kabel nur lang genug gewählt hat 
und das ging ja auch. Irgendwo gabs von Siemens dazu mal ne Analyse 
(wegen Profinet)

100BASE-TX ist extrem robust was das angeht. Man kann das auch schnell 
im Kopf überschlagen was man da für Toleranzen hat, die Signallaufzeit 
sind ca 5ns/m, bei 125mbps dauert ein Symbol 8ns. Nach ANSI X3.263-1995 
wird mit bis zu 0,9ns Jitter durch Propagation Delay Difference 
kalkuliert, das entspricht ca 20cm. Wenn man also Length-Matching unter 
1cm hat, reicht das locker.

: Bearbeitet durch User
von Michael (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> dafür eine Ader des Paares immer mehr gekürzt. Nach 5cm
> Kürzung lief das immer noch eine Nacht ohne Fehler durch.

Natürlich tut es das.
Es passiert nur genau eine Sache die auf die eigentliche Übertragung 
keinen Einfluss hat.
Man erhält mehr CM Störungen (Abstrahlung) und man wird empfindlicher 
auf Einstrahlung.
Misst man keine Abstrahlung und liegt in einer EMI friedlichen Umgebung 
herum, passiert nichts das man merken würde.
Das sich die Leitungsinduktivitär erhöht, weil sich die Felder 
schlechteraufheben, sorgt für verschliffenere Flanken und 
Refeklektionen.
Aber die paar nH gehen unter, wenn der Rest anständig gebaut ist.
Denn die ganze Kette teilt sich die Toleranzen.
Wenn ich es schlecht mache, dann geht das nur gut weil andere es bessere 
gemacht haben.

Das mag für Bastelwastel im Hobbykeller und auch für so manch 
kommerzielle Entwicklung eine untergeordnete Rolle spielen, aber wenn 
ich in einem 12Port Luftfahrt Switch 48 Ethernet Leitungspaare schlampig 
layoute, weil ich ein untaugliches CAD PRG aus dem Pleistozän verwende 
das mir diese Arbeit nicht abnimmt, dann habe ich genau diese zwei 
Probleme im Test.
Radiated Emissions falle ich dan bei 125Mhz und seinen Vielfachen durch.
Ungefähr am Ende des ersten Testtages, der so ca 3K€ + meinen 
Stundensatz kostet.
Da bastel ich dann den ganzen zweiten Tag dran rum, bis ich erkenne das 
ich ohne Layoutänderung nicht durchkomme.
Den dritten fest gebuchten Tag muss ich dann absagen und ca. die Hälfte 
trotzdem bezahlen.

Also 1W Layout, 8W Bestücker + 2W Produktion + ein paar tausend € bis 
ich das nächste Qualifikationsmuster auf dem Tisch habe.
Ca. 3W warten auf die nächsten freien Tage im Labor.
Macht dann 15W später qualifiziert.
ALLES in der kompletten Produktionskette verschiebt sich nach hinten.
Denn wer einmal auf einem Berg PCBs, Gehäusen und Teilen sitzen 
geblieben ist, weil er vor abgeschlossener Quali bestellt hat, wird 
vorsichtig.

Ich glaube auch das hier einiges durcheinandergewürfelt wird.
Das vom Phy kommende Ethernetsignal enthält bereits den codierten Clock.
Es kann also überhaupt keine Leitungslängenungleichheit zu einem 
Samplingfehler führen. Dazu müsste ich die Flanken schon massivst 
verschleifen, bis das zum Problem wird.
Ganz anders liegt die Sache bei z.B. PCI.
Da sind Daten und Clock getrennt und jede Ungenauigkeit schiebt bei dem 
entsprechenden Signal, das nun früher oder später als der Clock 
eintrifft, den Samplingpunkt in Richtung des unsicheren Bereichs, an dem 
das Signal noch oder nicht mehr gültig ist.

Der TO bastelt auf der Phy Seite.
Da ist der Längenabgleich wichtig für die Funktion.
Ich habe schon Wochen mit einem schlampigen Layout verbracht wo die 
'unerklärlichen' Probleme auf wundersame Weise verschwanden als ich den 
Müll entsorgt und es richtig gemacht habe.
Das ist eben der Punkt: Es läuft, es läuft nicht, es läuft mit 
Aussetzern oder der Chip hängt sich irgendwann weg.
Man sucht sich einen Wolf und hat oft nicht die Möglichkeit es exakt zu 
messen. Man stochert also so lange herum bis man es irgendwann mal hat.
Oder man wirft den Schrott weg und macht sich diesesmal VORHER die 
Arbeit, statt hinterher 1000 Mal so viel Arbeit und Geld in ein 
lächerliches Problem zu stecken.

Diese ganzen 'Mut zur Lücke', 'Overengineering + German Angst' Rufe sind 
einfach dumm.
Ich habe unendliche Möglichkeiten in der Entwicklung Dinge falsch zu 
machen. Klitzekleine Fehler im Layout führen oft zu massiven Problemen 
und einem Redesign.
Mit dem Längenausgleich habe ich eine vollautomatisierte Methode Dinge 
einfach unspektakulär und stressfrei richtig zu machen, und spare dabei 
noch jede menge Geld, weil mitr die PCB das gleiche kostet, ich aber ein 
Leitungspaar mit definierter Länge und Abstand so einfach ziehen kann 
wie einen unwichtigen Klingeldraht. Es benötigt dazu nur ein paar 
einmalige Handgriffe im CAD und Konventionen bei der Signalbenennung.

Mag ja sein das die 2mm den Kohl nicht fett machen.
Vielleicht auf nicht die anderen 47 x 2 mm an den anderen Ports.
Aber warum sollte ich das austesten wollen?
Einfach weil ich die geile Wurst bin und von sowas profanen wie 
anerkannten Regeln der Technik prinzipiell befreit bin?
Oder weil ICH das Problem noch nie hatte, weil meine Produkte 
gnädigerweise all diese Tests garnicht bekommen?

Ich höre nur immer wieder die unterschwellige Diskussionen das man 
nichts braucht das ein altes Eagle nicht kann.
Denn weder Kicad User, noch Altium oder Cadence oder Mentor oder Fusion 
User kümmern sich einen Scheiss darum. Die lassen das einfach ihr CAD 
machen.
Falk B. schrieb:
> Das kann maber auch nur Kringel und Mäander irgendwo einfügen
Ja, solange man den Track nicht in eine Paralleldimmension tunneln lässt 
um dort die fehlenden 5mm hinzuzufügen, bleibt weder dem CAD noch den 
mühseelig Leitungslängen zählenden Layouter etwas anderes übrig, als 
Kringel und Mäander irgendwo einzufügen wo eben noch Platz ist.

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:

> Man erhält mehr CM Störungen (Abstrahlung) und man wird empfindlicher
> auf Einstrahlung.

Wieviel?

> Misst man keine Abstrahlung und liegt in einer EMI friedlichen Umgebung
> herum, passiert nichts das man merken würde.

Sicher, der Test ist sehr einfach und nicht sonderlich stressig. Es wird 
auch nur geht/geht nicht festgestellt, nicht wie sehr sich die 
Signalqualität verschlechtert hat und wie nah man an der Kotzgrenze ist.

> ich in einem 12Port Luftfahrt Switch 48 Ethernet Leitungspaare schlampig
> layoute,

Da ist schon die erste, deutlich Einschränkung. Sowas ist ein 
Sonderfall, der nur einen sehr kleinen Anteil an allen Ethernet-Layouts 
dieser Welt darstellt.

> weil ich ein untaugliches CAD PRG aus dem Pleistozän verwende
> das mir diese Arbeit nicht abnimmt, dann habe ich genau diese zwei
> Probleme im Test.

Jaja, alles ganz schlimm. Ist eigentlich ein CAD-System ohne KI heute 
noch für dich nutzbar?
Selbst ein uraltes Eagle hat vor >15 Jahren schon die Längen von 
Leitungen angezeigt, seit 9.x kann es wohl glaube ich auch automatischen 
Längenausgleich. Aber all das geht an der Ursprungsfrage vorbei!

Wieviel Längendifferenz ist bei 100Mbit Ethernet an einem 
differentiellen Signal AKZEPTABEL?

Dazu hast du sachlich bisher kein Sterbenswörtchen verloren, nur deine 
ewige Litanei vom Weltuntergang.

> Radiated Emissions falle ich dan bei 125Mhz und seinen Vielfachen durch.

Geschichten aus dem Paulanergarten.

> Also 1W Layout, 8W Bestücker + 2W Produktion + ein paar tausend € bis
> ich das nächste Qualifikationsmuster auf dem Tisch habe.
> Ca. 3W warten auf die nächsten freien Tage im Labor.
> Macht dann 15W später qualifiziert.
> ALLES in der kompletten Produktionskette verschiebt sich nach hinten.

Du scheinst an einer Postraumatischen Belastungsstörung zu leiden. Ganz 
im Ernst. Irgendwann hat dich wohl mal einer in deinem Ing-Leben zu 
Schnecke gemacht und dir haufenweise Schuld in die Schuhe geschoben.

> Denn wer einmal auf einem Berg PCBs, Gehäusen und Teilen sitzen
> geblieben ist, weil er vor abgeschlossener Quali bestellt hat, wird
> vorsichtig.

Aha. SS - Selber Schuld.

> Ich glaube auch das hier einiges durcheinandergewürfelt wird.
> Das vom Phy kommende Ethernetsignal enthält bereits den codierten Clock.
> Es kann also überhaupt keine Leitungslängenungleichheit zu einem
> Samplingfehler führen.

Das hat auch keiner behauptet. Das Durcheinanderwürfeln liegt eher in 
deinem Kopf. Es stand und steht die Frag nach dem Längenausgleich eines 
differentiellen Signals.

> Dazu müsste ich die Flanken schon massivst
> verschleifen, bis das zum Problem wird.
> Ganz anders liegt die Sache bei z.B. PCI.
> Da sind Daten und Clock getrennt und jede Ungenauigkeit schiebt bei dem

Jede? Wirklich jede? Jede ps zählt? Oder vielleicht doch fs?

> entsprechenden Signal, das nun früher oder später als der Clock
> eintrifft, den Samplingpunkt in Richtung des unsicheren Bereichs, an dem
> das Signal noch oder nicht mehr gültig ist.
>
> Der TO bastelt auf der Phy Seite.
> Da ist der Längenabgleich wichtig für die Funktion.

> Ich habe schon Wochen mit einem schlampigen Layout verbracht wo die
> 'unerklärlichen' Probleme auf wundersame Weise verschwanden als ich den
> Müll entsorgt und es richtig gemacht habe.

Das mag so sein, ist aber keine Sekunde ein sachliches Argument zu 
Thema.

> Man sucht sich einen Wolf und hat oft nicht die Möglichkeit es exakt zu
> messen. Man stochert also so lange herum bis man es irgendwann mal hat.
> Oder man wirft den Schrott weg und macht sich diesesmal VORHER die
> Arbeit, statt hinterher 1000 Mal so viel Arbeit und Geld in ein
> lächerliches Problem zu stecken.

Du scheinst viel unverarbeiteten Stress mit dir rumzuschleppen.

> Diese ganzen 'Mut zur Lücke', 'Overengineering + German Angst' Rufe sind
> einfach dumm.

Jaja, wer weniger aus 120% genau arbeitet ist schlampig und 
leichtsinnig.

> Ich habe unendliche Möglichkeiten in der Entwicklung Dinge falsch zu
> machen. Klitzekleine Fehler im Layout führen oft zu massiven Problemen
> und einem Redesign.

Du bist ein gebranntes Kind, aka PTBS.

> Mit dem Längenausgleich habe ich eine vollautomatisierte Methode Dinge
> einfach unspektakulär und stressfrei richtig zu machen,

Und immer noch den navien Glauben, daß der von Gott kommt und damit 
alles richtig ist. Die Ingenieure alter Schule hatten und haben für 
praktisch JEDEN Meßwert eine Toleranzangabe, im Idealfall nicht von 
einer Behörde, sondern durch praktisch begründete Messungen festgelegt.
Von dir kam in der ganz Diskussion nicht eine einzige Zahl, nur "es muss 
alles automatisch und perfekt sein". Das ist schlicht Unfug.

> Mag ja sein das die 2mm den Kohl nicht fett machen.
> Vielleicht auf nicht die anderen 47 x 2 mm an den anderen Ports.
> Aber warum sollte ich das austesten wollen?

Weil man sinnvollerweise IMMER nach der Divise arbeitet.

"So genau wie nötig, so einfach wie möglich."

Das hat nix mit Schlamperei zu tun sondern Augenmaß in Bezug auf Aufwand 
und Nutzen.

> Einfach weil ich die geile Wurst bin und von sowas profanen wie
> anerkannten Regeln der Technik prinzipiell befreit bin?

Welche Regeln? Die sagen, es mus auf den Mikrometer genau sein? Schon 
mal die ZUGESICHERTEN Eigenschaften deiner HF-Leiterbahnen angeschaut? 
Die haben alle min. 5+/-% Toleranz bei Z0.

> Ich höre nur immer wieder die unterschwellige Diskussionen das man
> nichts braucht das ein altes Eagle nicht kann.

Das Wort Eagle hat bisher keiner benutzt.

> Denn weder Kicad User, noch Altium oder Cadence oder Mentor oder Fusion
> User kümmern sich einen Scheiss darum. Die lassen das einfach ihr CAD
> machen.

Eben, die glauben ihr geiles System macht das alles automatisch und man 
muss nicht nachdenken. Das ist oft ein Irrtum. Wie z.B. auch bei 
Masseflächen.

> Falk B. schrieb:
>> Das kann maber auch nur Kringel und Mäander irgendwo einfügen
> Ja, solange man den Track nicht in eine Paralleldimmension tunneln lässt
> um dort die fehlenden 5mm hinzuzufügen, bleibt weder dem CAD noch den
> mühseelig Leitungslängen zählenden Layouter etwas anderes übrig, als
> Kringel und Mäander irgendwo einzufügen wo eben noch Platz ist.

Ja und? Was nützt der dann REAL in einem DIFFERENTIELLEN Signal? Ich 
wage die These, daß diese Kringel und Mäander ab einer Länge von 
vielleicht 5mm  das Signal verschlechtern als es der rein mathematische 
Längenausgleich verbessert! Außerdem war von 5mm nie die Rede! Aber 
selbst die würden bei 125 MBaud vermutlich noch unkritisch sein ("satte" 
35ps!!!). Man muss die Größenordnung im Auge behalten!

Bei Einzelsignalen (single ended) ist das anders, da ist der Schaden 
geringer bzw. wenn man die Mäander richtig legt gar nicht da. Dort KANN 
bei den entsprechenden Busgeschwindigkeiten ein Mäander sinnvoll oder 
gar NÖTIG sein.

von Michael (Gast)


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Falk B. schrieb:
> nur deine
> ewige Litanei vom Weltuntergang.
Na, wenn DU das sagst...

Falk B. schrieb:
> die glauben ihr geiles System macht das alles automatisch und man
> muss nicht nachdenken.
Nein, bei soeinem Primitivscheiss muss man wirklich nicht nachdenken.

Man sieht ja was dabei rauskommt, wenn mittelmäßigkeit sich ihre eigenen 
Theorien dazu macht, diese aber niemals auf den Prüfstand stellt, weil 
ihre Mittelmäßigkeit ja beweist das dieses ganze high end gequatsche nur 
eine Luftnummer ist.

Beitrag #7735075 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Stephan (stephan_h623)


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Falk B. schrieb:
> "So genau wie nötig, so einfach wie möglich."
>
> Das hat nix mit Schlamperei zu tun sondern Augenmaß in Bezug auf Aufwand
> und Nutzen.

Genau.
Aber ich denke auch mkn hat Recht. Nur nicht bezogen auf das Szenario 
des TO. Ich gehe da von einem Einzelstück aus.

Wenn ich mit kritischen EMV-Prüfungen, Produktionskette, 
Lieferverträgen, ... arbeite werde ich anders Layouten als für ein 
Einzelstück.
Und bei einem Serienprodukt ists durchaus relevant, ob z.B. 0,1% oder 
0,2% der Käufer bei ungünstiger Verkabelung ein Problem haben. Sowas ist 
schnell mal ein "halber Stern" unterschied in der Bewertung und auch 
nicht einfach so durch eine neue Version zu korrigieren.

Beim Einzelstück kann ich durch spielen an der Verkabelung evtl. noch 
was richten bzw. ich habe ohnehin kein besonders kritisches Szenario. 
Und das Risiko, dass ich wegen anderer Fehler/Optimierungen nochmal ran 
muss ist eh dominant. Da hab ich dann aber zumindest schon gemerkt, wenn 
der Fernseher plötzlich nicht mehr ging.

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:

> Man sieht ja was dabei rauskommt, wenn mittelmäßigkeit sich ihre eigenen
> Theorien dazu macht, diese aber niemals auf den Prüfstand stellt, weil
> ihre Mittelmäßigkeit ja beweist das dieses ganze high end gequatsche nur
> eine Luftnummer ist.

Wo sieht man das?

Beitrag #7735090 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Falk B. (falk)


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Stephan schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> "So genau wie nötig, so einfach wie möglich."
>>
>> Das hat nix mit Schlamperei zu tun sondern Augenmaß in Bezug auf Aufwand
>> und Nutzen.
>
> Genau.
> Aber ich denke auch mkn hat Recht.

Mit welcher Aussage hat er denn Recht? Er hat nicht EINE konkrete Zahl 
genannt, nur was von automatischen, "perfekten" Längenausgleich erzählt, 
den man ja UNBEDINGT machen muss!

> Und bei einem Serienprodukt ists durchaus relevant, ob z.B. 0,1% oder
> 0,2% der Käufer bei ungünstiger Verkabelung ein Problem haben. Sowas ist
> schnell mal ein "halber Stern" unterschied in der Bewertung und auch
> nicht einfach so durch eine neue Version zu korrigieren.

Mag sein, aber darüber entscheiden nicht 1 oder 2mm Längenunterschied im 
Layout bei DEM Signal! Jedes Ethernetkabel mit 10m Länge hat da mehr!

Die Frage nach dem max. zulässigen Längenunterschied ist die gleiche wie 
nach anderen Toleranzen. Man kann 50 Ohm Terminatoren mit 1% kaufen, 5% 
reichen für viele Sachen aber auch. Netzwerkkabel haben auch 5% Toleranz 
beim Wellenwiderstand. Pedanten würden in Richtung 0,1% 
Terminierungswiderstand gehen in dem Glauben, da was zu verbessern und 
die Produktqualität zu erhöhen. Das ist ein Irrtum.
Natürlich steigen die Anforderungen und sinken die Toleranzen bei 
steigenden Datenraten. Für 10G über Kupfer tut's kein 08/15 
Ethernetkabel. Aber das ist auch ne andere Liga, die Formel 1 unter den 
Kabeln.

Beitrag #7735130 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7735155 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7735191 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #7735199 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Diese ganzen 'Mut zur Lücke', 'Overengineering + German Angst' Rufe sind
> einfach dumm.
Du tönst aber recht laut aus deiner theoretischen Ecke.

> Ich habe unendliche Möglichkeiten in der Entwicklung Dinge falsch zu
> machen. Klitzekleine Fehler im Layout führen oft zu massiven Problemen
> und einem Redesign.
> Mit dem Längenausgleich habe ich eine vollautomatisierte Methode Dinge
> einfach unspektakulär und stressfrei richtig zu machen
Ich habe aktuell den Fall, dass wir ein EtherCAT-Design haben, das 
wirklich optimal layoutet ist und eines, das nur 
najaichsagmalkönntegehen verdient.

Und trotzdem ist das Superduperlayout in der Praxis schlechter als das 
lausige. Jetzt die Frage: was ist der grundlegende Unterschied zwischen 
den Designs?

Richtig: der Phy.

Und jetzt kommts: wenn ich den Phy tausche (das geht hier, weil ich so 
lange gesucht habe, dass ich pin- und funktionskompatible Phys zweier 
Hersteller gefunden und eindesignt habe), dann funktioniert das 
supergute Layout auf einmal supergut und das schlechte Design 
funktioniert nur schlecht.

Fazit: der Phy macht mehr gut oder schlecht als du mit einem 
millimetergenauen Layout je schaffen wirst.

von Michael (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Du tönst aber recht laut aus deiner theoretischen Ecke.

Meinst Du?
Ich verbringe viel Zeit in Laboren um die Geräte zu messen die ich 
entwickelt habe.
Und da wir recht harte Anforderungen erfüllen müssen, sehe ich Schwächen 
lange bevor es zu Funktionsausfällen kommt.
Deine Ausführungen haben auch nichts damit zu tun das Längenabgleich 
nach belieben schlampig sein darf.

Du wirfst zwei Dinge zusammen.
Der miese Phy hatte ein gutes Layout, der gute Phy ein mieses.
Nun ist der gute Phy aber trotzdem besser.
Ergo: Layout ist unwichtig.
Das ist Deine fachliche Expertise?

Zudem willst Du mich wohl missverstehen.
Passiert hier schnell wenn man Euern Spezi Falk mal härter anfasst.
Ich sagte dieses Mut zur Lücke Gequatsche ist dumm, weil man es auch 
einfach richtig machen kann.
Zumal moderne CAD es einem sehr einfach machen das geräuschlos und 
schnell zu erledigen.

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:
> Zudem willst Du mich wohl missverstehen.
> Passiert hier schnell wenn man Euern Spezi Falk mal härter anfasst.

Wovon du so träumst. ;-)

> Ich sagte dieses Mut zur Lücke Gequatsche ist dumm, weil man es auch
> einfach richtig machen kann.

Versuchs mal mit blutdrucksenkenden Maßnahmen und anschließend mit dem 
sinnerfassenden Lesen.

Beitrag "Re: 100 MBit Ethernet differentielles Routing"

"Wenn man das Thema Längenausgleich ERNSTHAFT diskutieren will, braucht
es BELASTBARE Messungen! Theoretische Betrachtungen, egal auf welcher
Ebene, reichen NICHT!"

"Weil man sinnvollerweise IMMER nach der Divise arbeitet.

"So genau wie nötig, so einfach wie möglich."

Das hat nix mit Schlamperei zu tun sondern Augenmaß in Bezug auf Aufwand
und Nutzen."

Aber ich wette, du parkst dein Auto auch immer millimetergenau ein, 
alles andere wäre Schlamperei ;-)

von Michael (Gast)


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Falk B. schrieb:
> "So genau wie nötig, so einfach wie möglich."

Sag ich doch.
Ich sage Kicad das ist ein Dif Pair und lege die Parameter fest.
Erledigt!

Falk B. schrieb:
> "Wenn man das Thema Längenausgleich ERNSTHAFT diskutieren will, braucht
> es BELASTBARE Messungen! Theoretische Betrachtungen, egal auf welcher
> Ebene, reichen NICHT!"

Na dann hau doch mal raus, Deine belastbaren Messungen.
Bisher redest Du nämlich nur davon das sei nicht nötig.
Obwohl Leute die ihr halbes Berufsleben nur dieses eine Thema untersucht 
haben was anderes behaupten.

Ich kann mich nur Gebetsmühlenartig wiederholen, das ICH im Labor sehe 
wenn das Layout nicht optimal ist.
Wenn ich sehe das ein nachlässiges Layout mehr Emisionen verursacht als 
ein gutes, IST das eine belastbare Messung.
Und wie ich bereits ausführlich dargelegt habe, verursacht vermeidbare 
Nachlässigkeit sehr schnell Kosten die jedes vernünftige Maß 
übersteigen.

Du redest geschwollen daher, verwendet aber ein uralt CAD das es nicht 
kann und verteidigst dann schlampige Arbeit, weil das ja alles nicht 
nötig sei.
Du bringt nicht eine einzige Messung ins Spiel, kannst die Behauptung 
mit nichts stützen, verlangst aber das ich Dich widerlege.

Und wenn DU mal mehr Zeit im Labor verbringen würdest, wüsstest Du das 
die Aussage 'wieviel' nicht zu treffen ist.
Das hängt von vielen Dingen ab, die längst nicht nur dieses eine dif 
Pair betreffen.
JEDE Schlamperei macht es aber ein wenig schlechter.
Von den Emissionen, von der anfälligkeit bei Bestrahlung und die Marge 
bis zur Funktionsstörung wird schlechter.
Und warum?
Weil der Entwickler zu engstirnig war sein Uralt CAD zu entsorgen und zu 
faul es richtig zu machen!
Schon wenn man es richtig macht ist es oft sauschwer über die Tests zu 
kommen.
Es gibt überhaupt keinen Grund da rumzueiern.
Einfach ein vernünftiges CAD benutzen und solche Fleißaufgaben ans CAD 
delegieren.
Da bin ich mit meiner Pedanterie sehr viel schneller fertig als Du mit 
Deinem Pfusch.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Jetzt bitte mal Butter für die Fische:

Ein Ethernet-Kabel kann maximal 100 Meter lang sein und hat 2 Enden, die 
in eine Buchse gesteckt werden. Diese Buchsen befinden sich jeweils 
normalerweise auf einer Platine.

Damit ergeben sich für mich folgende Fragen:

- Wie hoch ist die maximal tolerierbare Längenungleichheit eines Paares 
innerhalb des 100m Kabels? Gibt es hier Spezifikationen?

- Welche maximal tolerierbare Längenungleichheit bleiben damit übrig für 
jeweils beide Platinenlayouts an den Enden?

Diese beiden Angaben sehe ich hier als relevant an - und zwar 
threadgerecht für 100 MBit, bitte in Millimeter.

Die einzige quantitative Aussage dazu stammt von Lothar. Er sah bei 5cm 
für ein 10m Kabel noch kein Problem. Wie sieht das aber bei der 
maximalen Länge von 100m Kabel aus?

@Lothar, Du hast es vermutlich nicht symmetrisch in beiden Richtungen 
getestet, sondern immer nur die eine Litze gekürzt, richtig? Du könntest 
dabei die längere im Kabel erwischt haben, oder? ;-)

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> "So genau wie nötig, so einfach wie möglich."
>
> Sag ich doch.
> Ich sage Kicad das ist ein Dif Pair und lege die Parameter fest.
> Erledigt!

Falsch. Das ist bestenfalls die praktische Umsetzung, nicht aber das 
Wissen um die nötigen Grenzen bzw. Toleranzen. Wer dieses Wissen mehr 
und mehr blind an eine Maschine auslagert, begeht mittel- und 
langfristig einen Fehler.

> Falk B. schrieb:
>> "Wenn man das Thema Längenausgleich ERNSTHAFT diskutieren will, braucht
>> es BELASTBARE Messungen! Theoretische Betrachtungen, egal auf welcher
>> Ebene, reichen NICHT!"
>
> Na dann hau doch mal raus, Deine belastbaren Messungen.

Die habe ich nicht. Habe ich auch nie behauptet. Alles was ich hier 
anbieten kann ist meine Einzelerfahrung dieses Projekt. Ohne 
dokumentierte Messung (naja, die gab es schon ist aber jetzt weder 
verfügbar noch öffentlich zugänglich). Das ist natürlich relativ niedrig 
auf der Pyramide der evidenzbasierten Wissenschaft.

> Bisher redest Du nämlich nur davon das sei nicht nötig.

Du leidest schon wieder an einem eklatanten Mangel an sinnerfassendem 
Lesen. Ich habe mich NIEMALS gegen sinnvolle Messungen des Problems 
ausgesprochen! Im Gegenteil! Siehe oben!

> Obwohl Leute die ihr halbes Berufsleben nur dieses eine Thema untersucht
> haben was anderes behaupten.

Behaupten kann man viel. Ich bin aber nicht autoritätshörig. Wenn 
jemand, egal ob Konifere (tm) oder Mr. Nobody eine Behauptung aufstellt, 
muss er sie beweisen. Im aktuellen Fall mit nachvollziehbaren, 
belastbaren Messungen!

> Ich kann mich nur Gebetsmühlenartig wiederholen, das ICH im Labor sehe
> wenn das Layout nicht optimal ist.

Das ist eine viel zu allgemeine Aussage. Man kann Dutzende Dinge im 
Layout vergurken. Hier geht es um die praktisch zulässigen 
Längenunterschiede eines differentiellen Signals. Wenn du dazu Beispiele 
mit Layouts und Messungen liefern kannst, immer her damit! Das kann man 
diskutieren. Deine Aussagen als gefühlter Halbgott eher nicht.

> Wenn ich sehe das ein nachlässiges Layout mehr Emisionen verursacht als
> ein gutes, IST das eine belastbare Messung.

Wo sind die Meßergebisse? Wo ist der Vergleich der beiden Layouts?

> Und wie ich bereits ausführlich dargelegt habe, verursacht vermeidbare
> Nachlässigkeit sehr schnell Kosten die jedes vernünftige Maß
> übersteigen.

Glaub ich in dem speziellen Fall nicht.

> Du redest geschwollen daher, verwendet aber ein uralt CAD das es nicht
> kann

Die Frage nach dem CAD-System steht gar nicht! Ob das ein Sprint-Layout 
oder Cadence ist, ist vollkommen egal. Es steht die Frage, wieviel 
Fehler im Längenausgleich praktisch tolerierbar sind!

> und verteidigst dann schlampige Arbeit, weil das ja alles nicht
> nötig sei.

Deine Platte hat nen Sprung. Ok, meine leider auch, weil ich dir immer 
wieder erklären muss, wie sehr du am Thema vorbei redest.

> Du bringt nicht eine einzige Messung ins Spiel, kannst die Behauptung
> mit nichts stützen, verlangst aber das ich Dich widerlege.

Wo sind deine Messungen und Beweise?

> Und wenn DU mal mehr Zeit im Labor verbringen würdest, wüsstest Du das
> die Aussage 'wieviel' nicht zu treffen ist.

Gelaber.

> Das hängt von vielen Dingen ab, die längst nicht nur dieses eine dif
> Pair betreffen.
> JEDE Schlamperei macht es aber ein wenig schlechter.

Du bist ein Pedant. Und ein Angsthase. Haben wir schon mehrfach 
festgestellt.

> Schon wenn man es richtig macht ist es oft sauschwer über die Tests zu
> kommen.

Du weißt gar nicht, was richtig ist, denn du glaubst mit der 
"Perfektion", die dir dein CAD-System mit seiner Automatik vorgaukelt, 
sind alle Probleme gelöst. Wenn man die Empfindlichkeit eines Parameters 
nicht kennt, ist jede "Perfektion" schlicht Glauben. Eine 
Versorgungsspannung auf 1% genau zu halten ist meist schon sehr gut. 
Einen HF-Oszillator auf 1% genau zu halten eine Katastrophe!

> Es gibt überhaupt keinen Grund da rumzueiern.
> Einfach ein vernünftiges CAD benutzen und solche Fleißaufgaben ans CAD
> delegieren.

Und nichts wissen. Bravo!

> Da bin ich mit meiner Pedanterie sehr viel schneller fertig als Du mit
> Deinem Pfusch.

In your dreams ;-)

P S Wie ich eingangs schon bemerkte . . .

"Das hatten wir schon mehrfach diskutiert, teilweise mit religiösem 
Eifer
;-)"

von Michael (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Gelaber.

von Falk B. (falk)


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Frank M. schrieb:

> - Wie hoch ist die maximal tolerierbare Längenungleichheit eines Paares
> innerhalb des 100m Kabels? Gibt es hier Spezifikationen?
>
> - Welche maximal tolerierbare Längenungleichheit bleiben damit übrig für
> jeweils beide Platinenlayouts an den Enden?
>
> Diese beiden Angaben sehe ich hier als relevant an - und zwar
> threadgerecht für 100 MBit, bitte in Millimeter.

BINGO!

> Die einzige quantitative Aussage dazu stammt von Lothar. Er sah bei 5cm
> für ein 10m Kabel noch kein Problem.

Stimmt, er hat aber auch kein Augendiagramm gemessen. Auch 1cm vor dem 
Abgrund steht man noch ;-)

> @Lothar, Du hast es vermutlich nicht symmetrisch in beiden Richtungen
> getestet, sondern immer nur die eine Litze gekürzt, richtig? Du könntest
> dabei die längere im Kabel erwischt haben, oder? ;-)

Vor allem hat er die Kürzung an einem Punkt gemacht. Unterschiedlich 
lange Adern verteilen sich in Normalfall über die Länge. Aber ich würde 
behaupten, daß das in sofern unkritisch ist, als daß dadurch die 
Geometrie und damit der Wellenwiderstand minimal verändert werden. 
Es ist nicht so, daß die beiden Signalfronten wie ein Hanghuhn immer 
schräger mit immer mehr Versatz über das Kabel laufen! Die Signalfront 
ist auch bei minimal verschiedenen Längen der Einzeladern immer noch 
"parallel". Es bei einem differentiellen Signal NICHT so, daß sich der 
Laufzeitunterschied aufaddiert so wie bei zwei Einzelsignalen!

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Unterschiedlich lange Adern verteilen sich in Normalfall über die Länge.

Daraus folgere ich, dass die Wahrscheinlichkeit größer ist, eine höhere 
Längendifferenz bei einem 10m Kabel als bei einem 100m Kabel gleicher 
Qualität zu finden. Sehe ich das richtig?

von Falk B. (falk)


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Frank M. schrieb:
>> Unterschiedlich lange Adern verteilen sich in Normalfall über die Länge.
>
> Daraus folgere ich, dass die Wahrscheinlichkeit größer ist, eine höhere
> Längendifferenz bei einem 10m Kabel als bei einem 100m Kabel gleicher
> Qualität zu finden. Sehe ich das richtig?

Keine Ahnung! Ich meinte das eher so, daß WENN es eine längere und 
kürzere Ader pro Paar gibt, dann ist die Differenz über die Länge 
verteilt und NICHT an einem Ort gebündelt. Aber wie groß der REALE 
Unterschied in REALEN Kabeln ist, weiß ich nicht.

von Michael (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Daraus folgere ich, dass die Wahrscheinlichkeit größer ist, eine höhere
> Längendifferenz bei einem 10m Kabel als bei einem 100m Kabel gleicher
> Qualität zu finden. Sehe ich das richtig?

Die verseilten Paare ja.
Die sind ungleich wegen unterschiedlicher Verseilung, die das 
Nahnebenübersprechen minimieren soll.
Das spielt aber keine große Rolle, weil die Kabel trotzdem symmetrisch 
sind.
Und da in jedem Ethernetsignal der Clock codiert ist, ist der 
Längenunterschied zwischen mehreren Paaren kein Showstopper.
Solange die Leitungen innerhalb eines Paares gleich lang sind, bleibt 
das Kabel neutral gegenüber Umgebung.
Und weil dem technische Grenzen gesetzt sind, schirmt man sehr 
aufwendig, die Kabel gegeneinander und das komplette Bündel mit Folie + 
Geflecht.

Es macht auch einen großen Unterschied ob ich Abstrahlung im Kabel habe, 
die durch den mehrfachen Schirm und die CM Drosselm im Übertrager nie 
nach draussen gelangt, oder ob ich die Asymmetrie im Layout baue, wo es 
ins Gerät abgestrahlt wird, wechselwirkt und ganz hervorragend in der 
EMI Kammer zu messen ist.
Ebenso wird das Layout an der Stelle empfänglich für eingestrahlte 
Störungen.
Das ist keine Theorie, das ist ganz genau das was passiert im Labor.

Das sich auf dem Schreibtisch keine Funktionsstörungen einstellen wenn 
man an den Kabeln rumschnibbelt ist doch klar.
Das ist wohl so ziemlich die zahmste Umgebung die man sich für ein Gerät 
noch vorstellen kann und ob man gerade EMI Grenzwerte überschreitet, 
bekommt man nicht mal mir.
Es steht außer Frage das man Ethernet auch mit Klingeldraht frei 
fliegend bauen kann.
Ist dann eben nicht sehr robust und kommt durch keinen EMI Test.

Aber natürlich können wir auch darüber diskutieren ob man wirklich 5 
Radmutter braucht oder ob es nicht zwei Holzpflöcke auch tun.
Beim Parken und langsam geradeaus macht das nämlich keinen Unterschied.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Frank M. schrieb:
> Wie hoch ist die maximal tolerierbare Längenungleichheit eines Paares
> innerhalb des 100m Kabels? Gibt es hier Spezifikationen?

Ich antworte mir mal selber, denn ich habe dafür Angaben in einem CAT6 
Datenblatt gefunden, nämlich hier: 
https://www.rm-computertechnik.de/downloads/DB-Redirect.php?Filename=DRAKA-UC900-SS27-Datenblatt.pdf

Das hier spezifizierte CAT6-Kabel hat bei 100m eine Signallaufzeit von 
maximal 427 ns - bei einem maximalen Laufzeitunterschied von 12 nsec / 
100m.

Das sind rund 2,8 Prozent, was dann eine beachtenswerte maximale 
Längendifferenz von 2,8 Metern bedeutet - gleiches Material 
vorausgesetzt. Ich nehme aber mal an, dass sich der Begriff 
"Laufzeitunterschied" hier nicht auf den Laufzeitunterschied einzelner 
Adern in demselben Kabel, sondern im Vergleich zu einem Kabel aus einer 
anderen Charge bezieht?

von Falk B. (falk)


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Frank M. schrieb:
> Ich antworte mir mal selber, denn ich habe dafür Angaben in einem CAT6
> Datenblatt gefunden, nämlich hier:
> 
https://www.rm-computertechnik.de/downloads/DB-Redirect.php?Filename=DRAKA-UC900-SS27-Datenblatt.pdf
>
> Das hier spezifizierte CAT6-Kabel hat bei 100m eine Signallaufzeit von
> maximal 427 ns - bei einem maximalen Laufzeitunterschied von 12 nsec /
> 100m.

Das sind aber die maximalen Differenzen zwischen den Paaren, nicht 
innerhalb eines Paars.

> Das sind rund 2,8 Prozent, was dann eine beachtenswerte maximale
> Längendifferenz von 2,8 Metern bedeutet - gleiches Material
> vorausgesetzt. Ich nehme aber mal an, dass sich der Begriff
> "Laufzeitunterschied" hier nicht auf den Laufzeitunterschied einzelner
> Adern in demselben Kabel, sondern im Vergleich zu einem Kabel aus einer
> anderen Charge bezieht?

Ich glaube eher nicht, denn man wird nie 2 Kabel parallel betreiben, 
also spielt diese Betrachtung keine Rolle. Siehe oben.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Aber natürlich können wir auch darüber diskutieren ob man wirklich 5
> Radmutter braucht oder ob es nicht zwei Holzpflöcke auch tun.
> Beim Parken und langsam geradeaus macht das nämlich keinen Unterschied.

Kannst Du das auf den konkreten Fall des TOs mit konkreten Zahlen 
übersetzen? Also 100 MBit und Längenunterschied in Millimetern statt 
Radmuttern, Parken und Langsamfahren?

Es muss eine spezifizierte Maximalgrenze des Laufzeitunterschieds für 
100Mbit innerhalb desselben Paars geben. Kannst Du diese nennen?

: Bearbeitet durch Moderator
von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
> Das sind aber die maximalen Differenzen zwischen den Paaren, nicht
> innerhalb eines Paars.

Okay, verstanden.

Die maximalen Unterschiede innerhalb eines Paars sind also irrelevant 
oder warum werden diese im Datenblatt nicht aufgeführt? Wenn diese 
tatsächlich irrelevant sind, warum sollten dann unterschiedliche 
Leiterbahnlängen auf der Platine relevant sein? Weil sie auf der Platine 
nicht verseilt sind?

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Längendifferenz von 2,8 Metern

Längenunterschied zwischen zwei Paaren NICHT innerhalb eines Paares.

Außerdem wird hier nur angegeben wird wie die Spezifikation DIESES 
Kabels ist.
Ohne irgendeine Info darüber wo die technischen Grenzen bis 
Funktionsausfall sind und wie es um das Abstrahlverhalten bestellt ist.

von Michael (Gast)


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Frank M. schrieb:
> warum sollten dann unterschiedliche
> Leiterbahnlängen auf der Platine relevant sein?

Zum hundersten:
Neutralität gegenüber Umgebung.
Sowohl abgestrahlt als auch eingestrahlt.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Längenunterschied zwischen zwei Paaren NICHT innerhalb eines Paares.

Ja, bereits verstanden und beantwortet, siehe oben.

> Außerdem wird hier nur angegeben wird wie die Spezifikation DIESES
> Kabels ist.

Dieses Kabel schimpft sich immerhin CAT6-Kabel und genügt damit den 
Anforderungen an CAT6. Besser wäre es natürlich, direkt eine 
CATx-Spezifikation zu konsultieren. Kannst Du hier konkretere Angaben 
machen?

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Zum hundersten: Neutralität gegenüber Umgebung.

Danke für diese einfache Erklärung statt den vohergehenden hundert Meter 
langen Romanen.

Welchen Laufzeitunterschied empfindest Du auf einer zwei- bzw. 
vierlagigen Platine zwischen zwei Leiterbahnen eines Paares bei 100 MBit 
noch als tolerabel bzgl. der Neutralität gegenüber der Umgebung?

Antwort kann kurz ausfallen: Zahl plus Einheit.

: Bearbeitet durch Moderator
von Falk B. (falk)


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Frank M. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Das sind aber die maximalen Differenzen zwischen den Paaren, nicht
>> innerhalb eines Paars.
>
> Okay, verstanden.
>
> Die maximalen Unterschiede innerhalb eines Paars sind also irrelevant
> oder warum werden diese im Datenblatt nicht aufgeführt?

Sieht so aus. Vermutlich weil meine Beschreibung oben in die richtige 
Richtung geht und die praktischen Unterschiede sehr gering sind, 
unmeßbar gering bzw. praktisch unbedeutend.

> Wenn diese
> tatsächlich irrelevant sind, warum sollten dann unterschiedliche
> Leiterbahnlängen auf der Platine relevant sein?

Tja, gute Frage.

> Weil sie auf der Platine
> nicht verseilt sind?

Hat damit nix zu tun, die Verseilung ist nur eine Methode, eine 
reproduzierbare, stabile Lage der Ader zueinander zur erzeugen und 
gleichzeitig  die Abstrahlung im Fernfeld zu minimieren. Ein Layout ist 
auch stabil in der Produktion reproduzierbar, auch ein schlechtes ;-)

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:
>> warum sollten dann unterschiedliche
>> Leiterbahnlängen auf der Platine relevant sein?
>
> Zum hundersten:
> Neutralität gegenüber Umgebung.
> Sowohl abgestrahlt als auch eingestrahlt.

Dann zeig mal den quantitativen Zusammenhang. Wieviel dB mehr 
Abstrahlung bei wieviel mm Längenunterschied?

von Falk B. (falk)


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Frank M. schrieb:
>> Außerdem wird hier nur angegeben wird wie die Spezifikation DIESES
>> Kabels ist.
>
> Dieses Kabel schimpft sich immerhin CAT6-Kabel und genügt damit den
> Anforderungen an CAT6.

In einem Dokument ist ein CAT7 Kabel, das auch für 10GBase-T zugelassen 
ist!

von Falk B. (falk)


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Frank M. schrieb:
> noch als tolerabel bzgl. der Neutralität gegenüber der Umgebung?
>
> Antwort kann kurz ausfallen: Zahl plus Einheit.

47,11 um ;-)

von Michael (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Antwort kann kurz ausfallen:

So wenig wie möglich.
Jede Abweichung davon macht es schlechter.
Wie viel schlechter man sich erlauben kann weiß man erst nach dem Labor.

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:
>> Antwort kann kurz ausfallen:
>
> So wenig wie möglich.

Manchmal ist halt nicht weniger als 1-2mm möglich.

> Jede Abweichung davon macht es schlechter.

Jede? Jeder Mikrometer?

> Wie viel schlechter man sich erlauben kann weiß man erst nach dem Labor.

Also weißt du gar nichts. Und das nach Jahrzehnten im Labor. Komisch.

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Falk B. schrieb:
>> Weil sie auf der Platine
>> nicht verseilt sind?
>
> Hat damit nix zu tun, die Verseilung ist nur eine Methode,
> [...] die Abstrahlung im Fernfeld zu minimieren.

Genau um die Abstrahlung auf der Platine geht es aber Michael. Wenn man 
also auf der Platine die Verseilung "nachahmen" würde, indem man die 
beiden Leiterbahnen regelmäßig auf den Lagen der Platine wechselt, wäre 
das also evtl. eine bessere Methode als eine Längenangleichung?

von Frank M. (ukw) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> So wenig wie möglich.
> Jede Abweichung davon macht es schlechter.
> Wie viel schlechter man sich erlauben kann weiß man erst nach dem Labor.

Du kannst also die ursprüngliche Frage des TOs im Eröffnungsposting

> Die Frage ist konkret, welche Toleranz gibt es beim matching jetzt WIRKLICH?

gar nicht beantworten?!?

Danke fürs Gespräch!

: Bearbeitet durch Moderator
von Michael (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Dann zeig mal den quantitativen Zusammenhang. Wieviel dB mehr
> Abstrahlung bei wieviel mm Längenunterschied?

Wieder Rhetorik für Dummys?
Zeig Du doch bis zu welcher Abweichung das egal ist.
Auf Deinen Schwachsinn habe ich keine Lust mehr und werde Dich zukünftig 
weitestgehend ignorieren.

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:
>> Dann zeig mal den quantitativen Zusammenhang. Wieviel dB mehr
>> Abstrahlung bei wieviel mm Längenunterschied?
>
> Wieder Rhetorik für Dummys?
> Zeig Du doch bis zu welcher Abweichung das egal ist.

Das habe ich, wenn gleich nur exemplarisch bzw. anekdotisch evident. ;-)

Beitrag "Re: 100 MBit Ethernet differentielles Routing"

Selbst bei bis zu 2 mm Längenunterschied war im Augendiagramm keine 
Störung oder Veränderung sichtbar und das bei 10facher Symbolrate! 
(1,25Gbaud bei meiner Messung, 125MBaud/s hier in der Diskussion). 
Abstrahlung hab ich da nicht gemessen.

> Auf Deinen Schwachsinn habe ich keine Lust mehr und werde Dich zukünftig
> weitestgehend ignorieren.

Mal sehen wie lange du das durchhältst. ;-)

von Falk B. (falk)


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Frank M. schrieb:
>>> Weil sie auf der Platine
>>> nicht verseilt sind?
>>
>> Hat damit nix zu tun, die Verseilung ist nur eine Methode,
>> [...] die Abstrahlung im Fernfeld zu minimieren.
>
> Genau um die Abstrahlung auf der Platine geht es aber Michael.

Mag sein.

> Wenn man
> also auf der Platine die Verseilung "nachahmen" würde, indem man die
> beiden Leiterbahnen regelmäßig auf den Lagen der Platine wechselt, wäre
> das also evtl. eine bessere Methode als eine Längenangleichung?

Nö. Die Jahrzehnte der Praxis haben gezeigt, daß das weder praktikabel 
noch sinnvoll noch nötig ist. Auf einer Platine legt man keine 
verseilten Leitungen. Normale Stripline oder Microstrip reichen, 
zwischen PHY und Buchse dann ohne Massefläche als einfaches, 
differentielles Signal. Ob man dort dann vielleicht doch noch ne 
Massefläche drunter packt, kann man diskutieren.

von Michael (Gast)


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Frank M. schrieb:
> gar nicht beantworten?!?
Kannst Du oder willst Du nicht verstehen das es keine klare Antwort 
darauf gibt?

Solche Fragen gibt es in der Technik unendlich viele.
Es hängt von zuvielen Parametern ab ob sich das auswirkt und wieviel DB 
das dann in Abstand X an Antenne Y in Ausrichtung Z macht.
Hängt davon ab was im Umfeld ist, was die Störung einfängt oder 
abschirmt.
Was die nach draussen trägt, was für ein Gehäuse.

Was ist den das Limit wenn im DB der MCU steht 'min 220nF so dicht wie 
möglich an jeden Power Pin ohne Vias dazwischen'

Im EMI Labor reicht es das Gerät einmal in die Hand zu nehmen, zwei mal 
um den Tisch zu laufen und es wieder anzuschliessen.
Schon hat man 3dB Unterschied.
Nur die Kabel um wenige cm auf dem Tisch zu variieren macht schon eine 
andere Messung.
Was erwartest Du denn da an harten Fakten und belastbaren Zahlen?

Sicher ist nur eines: Es hat eine Auswirkung.
Ob man die in seiner Applikation sieht oder nicht, muss individuell 
herausgefunden werden.
Wenn man Zeit und Geld hat das sinnlos zu verfeuern oder es schlichtweg 
egal ist, kann man beliebig herumsauen.
Das 1nm max Abweichung Quatsch ist und 1m wohl viel zu viel, ist wohl 
klar.
2mm würde ich als wenig kritisch betrachten.
Nur das 100mal wenig kritisch am Ende eben die 3dB sind die man über dem 
Limit liegt.
In einer Welt wo man 0402 nimmt um die parasitären Eigenschaften des 
0603 zu drücken, sind 2mm Leiterbahn kein Pappenstiel.

Vermutlich kann man mehrere cm Ungleichheit innerhab eines Paares haben 
ohne das ein 100Mbit Signal davon wesentlich beeindruckt wird.
Ich habe tatsächlich schon 16Port 100Mbit Backplane Verkabelung als 
Einzelader im Kabelbaum gesehen.
Das funzt dafür relativ gut.
Ethernet ist robust.
Was aber über EMI nichts aussagt.

Frank M. schrieb:
> Wenn man
> also auf der Platine die Verseilung "nachahmen" würde, indem man die
> beiden Leiterbahnen regelmäßig auf den Lagen der Platine wechselt,
Würde man mit jedem Via zum Lagenwechsel einen Impedanzsprung einbauen.

von Jonny O. (-geo-)


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Falk B. schrieb:
> In der Tat. Ich hab vor EWIGKEITEN (2005!) mal an einem Board
> mitgemacht, dort lief 1G und 10G Ethernet drüber, dazu noch ein 16 Bit
> LVDS Bus mit 800Mbit/s/Leitungspaar. Dort gab es die Diskussion auch
> schon. Einige Leute wollten ECHT anfangen, mit total verkrampften
> Kringeln an den Steckern den Längenausgleich unter 1mm zu drücken, "war
> so Vorgabe". Alles Käse!
> Wenn man dann sie verschiedenen Signale gemessen hat (feine 2,5GHz
> Differenztastköpfe und sauschnelles Oszi, Marke vergessen), war alles in
> Butter! Auch bei 1,x mm Längendifferenz bei DEUTLICH höherer Symbolrate
> (1G Ethernet hat 1,25 Gbaud, 8B10B Kodierung)

Ich habe bei einer Leiterplatte mit 1G Signalen mal versehentlich TX und 
RX vertauscht und habe das dann (natürlich nur zu Testzwecken) mit 10mm 
langem Fädeldraht korrigiert, den ich irgendwie hingefummelt habe. Es 
lief immernoch ohne nennenswert die Fehlerrate zu ändern.

Ich denke grundsätzlich sollte man jedoch darauf achten die Differenz 
nicht so groß werden zu lassen, weil man sonst beim EMV-Test Probleme 
wegen Störabstrahlung bekommen kann, da Gegentaktanteile in 
Gleichtaktanteile konvertiert werden.

: Bearbeitet durch User
von Falk B. (falk)


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Jonny O. schrieb:
> Ich denke grundsätzlich sollte man jedoch darauf achten die Differenz
> nicht so groß werden zu lassen, weil man sonst beim EMV-Test Probleme
> wegen Störabstrahlung bekommen kann, da Gegentaktanteile in
> Gleichtaktanteile konvertiert werden.

Schon klar, aber die Frage war nach einer PRAKTISCHEN Größenordnung! 
Dazu gehört eine ZAHL! "nicht so groß werden zu lassen" ist unbrauchbar!
Meine Erfahrung sagt 2mm sind OK, 20mm vermutlich auch, auch wenn man 
das in der Praxis nie so lasch umsetzen sollte! Und genau das ist das 
Problem. Praktiker gegen Pedanten und Hysteriker!

von Falk B. (falk)


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Michael schrieb:
> In einer Welt wo man 0402 nimmt um die parasitären Eigenschaften des
> 0603 zu drücken, sind 2mm Leiterbahn kein Pappenstiel.

Doch, sind sie. Du kannst nicht runter schalten, bei dir ist alles 
Weltraum und Militärnorm und weniger als Perfektion ist Pfusch. Für 100 
Mbit Ethernet braucht es keine 0402er Bauteile und 10GHz taugliches 
Layout, die baut man auch mit 1206 wenn es sein muss, rein elektrisch 
spricht da nix dagegen. Schau dir mal an wie VHF und UHF 
Massenelektronik in den 1960-80er Jahren gebaut wurde. Mit THT!!!! Du 
würdest vermutlich sogar eine NE555 Schaltung bis 10GHz EMV-gerecht 
aufbauen wollen . . .

von Andi B. (andi_b2)


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Soviel Stress wegen ein paar poppeligen 100Base-TX Leitungen. Wenn man 
im Layout auf Abweichungen im Submillimeterbereich rumreitet, dann bitte 
aber auch bedenken, dass manche Würth Buchsen den Abstand der 
Anschlußpins intern ausgleichen. Da kommen gleich 1-2mm Fehler zustande, 
wenn man dem Layoutsystem stur "gleiche Länge" vorschreibt. Und bitte 
dann gleich auch zum Patchpanel laufen und dort die Leitungen aus den 
LSA Klemmen rausreissen, mit der Schiebelehre ablängen und wehe wenn die 
dann um 1mm versetzt neu eingepresst werden. Auch dem chinesischem 
Patchkabelhersteller sollte man nicht trauen und seine Kabel selber 
pressen, damit da auch wirklich keine Litze auch nur ein paar 1/10 
falsch abgelängt bzw. nicht ganz reingeschoben wird vorm verpressen
</Sarkasmus off>

Also für die vernünftigen Praktiker hier, 1-2mm Fehler im Layout lasse 
ich eher zu, als ein paar unnötige Durchkontaktierungen oder andere 
Impedanzverletzungen am Print, wie man sie manchmal durch übertriebene 
Meander sieht. Praktisch läuft 100Base-TX auch über mehr als 100m auch 
mit mehreren Zentimetern Längenfehler. Was natürlich nicht heißt, dass 
man die auch machen soll/darf. Schon gar nicht an einer einzelnen 
Stelle. Aber auf <1mm im Layout rumreiten, ist albern. Wie immer, ein 
guter Entwickler kennt nicht nur 0 und 1, sondern kann die diversen 
Zwischenbereiche zwischen gut/schlecht in Relation setzten, ohne auf 
einem einzelnen Punkt pedantisch rumzureiten.

von Michael (Gast)


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Frank M. schrieb:
> Es muss eine spezifizierte Maximalgrenze des Laufzeitunterschieds für
> 100Mbit innerhalb desselben Paars geben. Kannst Du diese nennen?

Muss es das?
Da treibt eine Übertragerwicklung die andere.
Kann denn der Strom in dem einen Draht langsamer sein als in dem 
anderen?

Ein Twistet Pair Kabel ist wie eine abgerollte bifilare CM Drossel.
Das übermaßige Stück Draht ist eine Induktivität die sich nicht aufhebt, 
weil der Gegenpart fehlt.
Damit wird die zur DM Drossel.
Im Vergleich zur Streuinduktivität in beiden Übertragern ist die aber 
recht klein.
Ja, das verschleift die Flanken.
Tut ein billigerer Übertrager wahrscheinlich auch.
Bis zum Funktionsausfall ist das aber noch ne Ecke hin.
Ist ja nicht so das die Kopplung im Kabel ideal wäre, sonst müsste man 
nicht schirmen.

Außerdem:
Was hilft Dir eine Angabe der maximalen Ungleichheit?
Deine PCB ist doch nur ein kleines Teil in einer langen Kette.
Du kannst nie wissen wie viel von dem Budget bereits aufgebraucht ist.
Von Phy zu Phy kommt eine ganze Menge Bauteile und Kabel und außer dem 
Layout haben wir nichts davon im Griff.

Und weil eine PCB das gleiche kostet, egal ob die scheisse layoutet ist 
oder gut, versucht man eben auf der PCB rauszuholen was geht.
Ist ja nicht so das ich nägelkauend µm zähle.
Hat man einmal verstanden worum es geht, geht gutes Design nicht 
langsamer als schlechtes.

Andi B. schrieb:
> Wenn man
> im Layout auf Abweichungen im Submillimeterbereich rumreitet
Tut wer?

Andi B. schrieb:
> für die vernünftigen Praktiker hier, 1-2mm Fehler im Layout lasse
> ich eher zu
Und diese Herangehensweise ist vernünftig weil....?
1-2mm sind okay, weil...?
Sind das 3-4mm auch, gehen auch noch 10mm, oder wo ist die Grenze und 
was passiert wenn man die reisst?

Eben!
Es gibt keine harte Grenze.
Nichts anderes habe ich die ganze Zeit gesagt.
Macht man es schlampig hat man ggf Probleme die man sonst nicht hätte.
Vielleicht auch nicht.
Mit Sicherheit kann man sagen das gute Arbeit die Sache niemals 
schlimmer macht als sie ohnehin schon ist.

Ein Fehlschuss beim EMI Test mit Redesign kostet uns ca. 20K€ bis wir 
mit neuem Muster erneut auf dem Tisch sind.
Bei Euch sind es vielleich nur 2K€.
Die Zeit ist aber immer weg.

von Rick (rick)


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Dergute W. schrieb:
> Da waere es halt interessant, wenn man dem DSP im PHY von aussen auf die
> Finger gucken koennte.
Bei manchen PHYs gibt es da tatsächlich passende Register.
Der, den ich letztens auf dem Tisch hatte, konnte mir immerhin eine 
Abschätzung über die Länge des Netzwerkkabels ausspucken.


Falk B. schrieb:
> Für 100
> Mbit Ethernet braucht es keine 0402er Bauteile und 10GHz taugliches
> Layout,
Richtig. Das sehe ich auch so.
Die Frage ist natürlich immer, wo wird das Ganze eingesetzt.


Für eine Anwendung, wo man kein normales Cat-xx-Kabel verbauen konnte, 
habe ich mal Tests mit 'Klingeldraht' gemacht. Bis 10m gingen die 100 
MBit problemlos, aber 20m gingen nicht mehr.

Wenn man auf einer Europlatine die Leitungspaare nebeneinander routet, 
ist das vollkommen ausreichend für 100 MBit-Ethernet. Da müßte man sich 
auch schon Mühe geben, um auf mehr als 5mm Leitungsdifferenz zu 
kommen...

von Andreas M. (amesser)


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Michael schrieb:
> Und weil dem technische Grenzen gesetzt sind, schirmt man sehr
> aufwendig, die Kabel gegeneinander und das komplette Bündel mit Folie +
> Geflecht.

Das 100BASE-TX um was es hier geht, erfordert entsprechend Norm Cat5 
Kabel. Cat5 ist nach der Norm her UTP, Nix Folie, Nix Geflecht. Mit 
Cat5e gehen auch 1000BASE-T. Die Abschirmung ist aber auch hier ein 
netter Zusatz, technisch jedoch nicht notwendig, und fehlt den meisten 
einfachen Kabel auch. Selbst Cat6 gibt es noch in UTP. Solange die 
Anforderungen der entsprechenden Normen eingehalten werden ist kein 
Schirm nötig. Erst ab Cat7 ist eine Abschirmung Pflicht.

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Michael schrieb:
> Der miese Phy hatte ein gutes Layout, der gute Phy ein mieses.
> Nun ist der gute Phy aber trotzdem besser.
> Ergo: Layout ist unwichtig.
> Das ist Deine fachliche Expertise?
Nein, das ist nur die Relativierung deiner Aussage: wenn das Layout gut 
ist, dann ist alles gut, was ich als Entwickler gut machen kann.

Wenn man sich mal die (vermutlich von von fleißigen Kinderhänden in 
China zusammengebastelten) Übertrager genauer anschaut, dann wundert man 
sich fast schon, dass das ziemlich zuverlässig gut geht...

Michael schrieb:
> Ein Fehlschuss beim EMI Test mit Redesign kostet uns ca. 20K€ bis wir
> mit neuem Muster erneut auf dem Tisch sind.
Blöd nur, wenn man dann penibelst mit schlechtem Gewissen die letzten 
2mm Abweichung "korrigiert" und trotzdem immer noch den miesen Phy auf 
der Leiterplatte hat. Rate mal, woher ich das weiß: BTDT.

Wenn man sich die EVAL-Boards von Phys mal ansieht, dann sieht man auch 
schnell, dass deren Entwickler oft ein sehr entspanntes Verhältnis zur 
Theorie haben.

von Michael (Gast)


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Lothar M. schrieb:
> Wenn man sich die EVAL-Boards von Phys mal ansieht, dann sieht man auch
> schnell, dass deren Entwickler oft ein sehr entspanntes Verhältnis zur
> Theorie haben.
Denen ist auch egal ob Du damit im Labor bestehst.

Und das beweist nun was genau?
Das man immer einen finden kann des es schlechter macht ist doch nun 
wirklich kein Beweis für irgendwas.

Lothar M. schrieb:
> Blöd nur, wenn man dann penibelst mit schlechtem Gewissen die letzten
> 2mm Abweichung "korrigiert" und trotzdem immer noch den miesen Phy auf
> der Leiterplatte hat.

Das ist ein wenig kindisch, findest Du nicht?
Für was plädierst Du eigentlich?
Scheiss aufs Layout, man muss nur Bauteile finden mit denen es trotzdem 
geht?
Layout ist wurst, weil ich kenn da jemanden den macht es noch 
schlechter?
Oder brauch ich mir beim layout keine Mühe zu geben weil das ja kein 
garant ist durch den Test zu kommen?

In dem Kindergarten hier kann ich ja sicher noch  ein dutzend mal 
wiederholen das ich 2mm für unkritisch halte, das schlechtes Layout 
nicht zwangsläufig Probleme macht, das es aber trotz allem so ist das 
jedes winzige Abweichen vom Ideal es um eine Winzigkeit schlechter 
macht.
Ja, auch der erste µm.
Der 5te cm ist vielleicht erst das was das Fass zum überlaufen bringt, 
aber eine Verschlechterung  tritt immer dann ein wenn sich die Felder 
nicht aufheben.

Und wer nur ein wenig EMI Labor Erfahrung hat, weiß das man diese Dinge 
nicht sicher vorhersagen kann.
Man spielt nur mit Wahrscheinlichkeiten.
Ich kann Dinge tun die mir garantiert den Tag versauen, aber ich kann 
nie 100%tig sicher sein alles richtig gemacht zu haben.
Also macht man es so gut wie man eben kann und nach dem Schaltungsdesign 
mit sorgfältig ausgewählten Bauteilen ist das Layout ein wesentlicher 
Teil der Schaltung, den ich mit der gleichen Sorgfalt abarbeiten muss.
Und wenn es der Phy ist, der letztlich stört, dann kann ich da wenig 
gegen tun, ausser das rauszufinden und das Ding zu ersetzen.

Aber nochmal ins Labor zu müssen weil man einfach nicht ausschliessen 
kann das es an den vielen eigenen Fehlern liegt die man sehenden Auges 
begangen hat, ist einfach unwürdig für einen Entwickler.

von Rick (rick)


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Michael schrieb:
> Für was plädierst Du eigentlich?
Dafür den EMI-Test einen EMI-Test sein zu lassen, auch wenn das für Dich 
wichtig ist.

Hier nochmal die Ursprungsfrage:
Christian schrieb:
> Die Frage ist konkret, welche Toleranz gibt es beim matching jetzt
> WIRKLICH?
Die Antwort war: Es gibt keine harte Grenze.
Irgendwann gibt es Probleme, wenn jemand die Datenrate auf der vollen 
Kabellänge nutzen möchte.
Dabei spielen das verwendete Kabel und die Umsetzung auf der Gegenseite 
natürlich auch eine Rolle.

Und: Je schlampiger die Symmetrie, desto mehr Abstrahlung gibt es.

Nun sucht euch was raus :-)
Frank K. schrieb:  > 0.5m
Christian schrieb: > 12mm
Falk B. schrieb:   > 20mm
Andi B. schrieb:   > 1-2mm

von Andreas H. (signore_rossi)


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Von TI gibt's eine PCB Design Checkliste für Ethernet: 
https://www.ti.com/lit/an/snla387/snla387.pdf

Darin empfiehlt TI bei 1G Ethernet weniger als 20 mils d.h. 0,5 mm 
Unterschied und für 100 MBit weniger als 50 mils d.h. 1,27 mm.

von Falk B. (falk)


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Andreas H. schrieb:
> Darin empfiehlt TI bei 1G Ethernet weniger als 20 mils d.h. 0,5 mm
> Unterschied und für 100 MBit weniger als 50 mils d.h. 1,27 mm.

Aber auch alles ohne Begründung oder gar Nachweis. Alles viel Meinung 
und Bauchgefühl.

von Soul E. (soul_eye)


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Falk B. schrieb:
> Aber auch alles ohne Begründung oder gar Nachweis. Alles viel Meinung
> und Bauchgefühl.

Nenne es Erfahrung. Bei Industrie- und Consumerprojekten löst man 
Probleme mit der Störaussendung gerne, indem man ein Metallgehäuse 
drummacht und alle Ein- und Ausgänge mit Filtern versieht. Die passenden 
Ferritsortimente liegen im Labor schon bereit.

Im Automotive-Bereich müssen Probleme mit der Störaussendung im Layout 
gelöst werden. Wenn das die eigenen Leute nicht hinkriegen kommen 
Externe, und die lassen sich ihr Wissen fürstlich vergüten. Checkliste 
abarbeiten ist billiger.

von Ralph T. (programinator)


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Falk B. schrieb:
> Aber auch alles ohne Begründung oder gar Nachweis. Alles viel Meinung
> und Bauchgefühl.
Wir müssen uns wohl damit abfinden, dass auch bei TI inkompetente 
Menschen sitzen...

Mit dem mir bekannten Layouttool ist der (differentielle) 
Längenausgleich ein Kinderspiel. Was spricht dagegen, die Grenzen ein 
wenig enger zu halten? In der Regel enstehen dadurch keine zusätzlichen 
Kosten, Platzbedarf oder Arbeitsaufwand.

von Falk B. (falk)


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Soul E. schrieb:
>> Aber auch alles ohne Begründung oder gar Nachweis. Alles viel Meinung
>> und Bauchgefühl.
>
> Nenne es Erfahrung.

Mag sein, ist aber unbefriedigend, wenn man es WIRKLICH wissen will.

> Im Automotive-Bereich müssen Probleme mit der Störaussendung im Layout
> gelöst werden. Wenn das die eigenen Leute nicht hinkriegen kommen
> Externe, und die lassen sich ihr Wissen fürstlich vergüten. Checkliste
> abarbeiten ist billiger.

Heißt aber nicht verstehen sondern heilige Formeln wiederholen.

von Michael (Gast)


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Falk B. schrieb:
> Alles viel Meinung
> und Bauchgefühl.

Was weiß TI schon.
Jämmerliche Anfänger!

Einfach fest an was anderes glauben und diese Stümper keines Blicken 
würdigen ist die einzig rationale Reaktion darauf 🤡
🤦‍♂️

Alles was ich nicht verstehe existiert einfach nicht für mich.
Das macht mich Euch allen überlegen, ihr Opfer.

Auch wenn es mir erklärt wird, halte ich mir die Ohren zu und singe ganz 
laut.
Ich lasse mich doch nicht von Euern Fakten verwirren.

von Michael (Gast)


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Ralph T. schrieb:
> Mit dem mir bekannten Layouttool ist der (differentielle)
> Längenausgleich ein Kinderspiel.

Ha, entlarvt!
Nur totale Versager nutzen moderne CAD Tools!

Echte Männer kratzen mit dem Faustkeil das Kupfer weg.
Was der Faustkeil nicht kann, das braucht NIEMAND!

Sorry, aber wir haben längst die Grenze des völlig lächerlichen 
überschritten und ich kann diesen Falkschen Sermon einfach nicht mehr 
auch nur ein klein wenig ernst nehmen.

von Falk B. (falk)


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Michael, dafür, daß du mich eigentlich ignorieren wolltest, bist du ganz 
schön auf die Palme geklettert, oder neudeutsch, getriggert. ;-)

von Falk B. (falk)


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Ralph T. schrieb:
>> Aber auch alles ohne Begründung oder gar Nachweis. Alles viel Meinung
>> und Bauchgefühl.
> Wir müssen uns wohl damit abfinden, dass auch bei TI inkompetente
> Menschen sitzen...

Das ist deine Interpretation, die ich weder teile noch indirekt oder gar 
direkt zum Ausdruck gebracht habe.

> Mit dem mir bekannten Layouttool ist der (differentielle)
> Längenausgleich ein Kinderspiel.

Das ist gar nicht das Thema.

> Was spricht dagegen, die Grenzen ein
> wenig enger zu halten?

Die Erfahrung, daß dann wieder Hysterie und Pedanterie übernehmen und es 
viele Leute hypergenau nehmen, ohne auch nur ansatzweise zu wissen, wie 
kritisch das wirklich ist. Schrieb ich schon mehrfach.

> In der Regel enstehen dadurch keine zusätzlichen
> Kosten, Platzbedarf oder Arbeitsaufwand.

Das war nie das Thema, siehe oben.

von Michael (Gast)


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Falk B. schrieb:
> mich eigentlich ignorieren

Ach, hängt von der Stimmung ab ob ich Clowns lustig oder lästig finde.

von Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)


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Ethernet PHYs und Controller neigen zu Groundbouncing, speziell wenn die 
GND-Anbindung so dürftig ist wie hier beim Micrel/Microchip KSZ 8851. 
Die Gleichtaktstörungen bekommst du zwar mit dem Tafo weg, aber wenn 
schon die Zuleitung zum Trafo unsymmetrisch ist dann hast du 
Gegentaktstörungen im Signal.
Außerdem können die Gleichtaktstörungen auf die Sekundärseite einkoppeln 
wenn das Layout da nicht otimal ist.

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