Mechanische Aspekte rund um CompactPCI Serial

CompactPCI Serial

24 Digital-KompenDium // CompaCtpCI SerIal Mechanik-Aspekte rund um CompactPCI Serial Insgesamt sieht der CompactPCI-Serial-Standard für Einfach-Europakarten bis zu sechs Einzelstecker vor, für Doppel-Europakarten sind es sieben einzelne Stecker. CompactPCI Serial: Stecker P1 auf einer Standard- Peripheriekarte (Ethernet-Switch) ELEKTRONIKPRAXIS Kompendium CompactpCI Serial November 2013 Je nach Funktion der Baugruppe sind unterschiedlich viele dieser Steckverbinder bestückt. Eine Peripheriebaugruppe im 3-HE-Format ist meist nur mit einem einzigen Steckverbinder auf der Rückwand bestückt. Das spart Kosten. Allerdings bringt das auch einen Nachteil mit sich. Ein großer Steckverbinder hilft, eine Steckkarte mechanisch zu stabilisieren. Mehrere nebeneinander angeordnete modulare Steckverbinder können dies nicht leisten. Da bei CompactPCI Serial aber von vorneherein der Einsatz in rauer Umgebung im Fokus stand, wurde ein zusätzliches Element – das sogenannte Guide-Element – eingeführt, um die Einsteckkarte zusätzlich auf der Rückwand zu führen, zu halten und zu stabilisieren. So wird eine 3-HE-Baugruppe auch mittig auf der Rückwand geführt, wenn nur ein einziger (der unterste) Steckverbinder bestückt ist. Ein Durchbiegen der Leiterplatte wird so vermieden. Die Belastbarkeit bei Schock und Vibration ist höher. Steckeranwendung und Kodierung CompactPCI Serial benutzt statt der metrischen 2-mm-Stecker von CompactPCI sogenannte AirMax-Steckverbinder, um die Einsteckkarte mit der Backplane zu verbinden. Diese Stecker wurden ausgewählt, da sie sich durch hohe Pin-Dichte, ein sehr gutes Übertragungsverhalten bei hohen Signalfrequenzen und durch mechanische Robustheit auszeichnen. Sie sind vollständig kompatibel zur Norm IEEE 1101, der gemeinsamen Mechanik-Basis von CompactPCI und CompactPCI Serial. Die Pins der Steckverbinder ragen nicht mehr durch die Backplane hindurch. Bei den 2-mm-Steckern hat man einfach die Pins der von vorne eingepressten Stecker hinten durchstehen lassen und dann einen Kunststoffkörper von hinten übergeschoben. Bei den AirMax-Steckverbindern löst man dies, indem man in die Backplane von vorne und von hinten Stecker im Bereich der Rear-I/O einpresst. Einzige Voraussetzung hierfür ist eine bestimmte Dicke der Backplane. Nun definiert CPCI-S.0 in einem dedizierten Muster Masse-Pins zwischen den Signal- Pins. Betrachtet man die Rückwand von hinten, spiegelt sich dieses Muster. Vorteilhaft bei den AirMax-Steckern ist, dass es keine speziellen Masse-Pins im Steckverbinder gibt. So ergeben sich keine Probleme beim Einpressen der Stecker von zwei Seiten. Da bei CPCI-S.0 im Gegensatz zum herkömmlichen CompactPCI-Standard auf der Backplane Buchsenstecker anstatt Stiftstecker eingesetzt werden, gehören verbogene Pins der Vergangenheit an. Der Stecker ist segmentiert. Je nach Funktion der Baugruppe sind nicht alle Teil-Stecker bestückt. Speziell die Stecker P2, P3, P4 und P5 sind auf Peripheriekarten für anwenderspezifische Ein-/Ausgabe vorgesehen und bieten zusammen 360 Pins, von denen 120 Pins für GND vorgesehen sind. Steckt von hinten in der Backplane ein Rear- I/O-Board, muss bei kundenspezifischer I/O die Pin-Belegung fest mit dem Frontboard korrespondieren. Steckt man eine Karte mit kundenspezifischer Anschlussbelegung in einen falschen Slot, so könnte die Karte Schaden nehmen. Das Layout der Baugruppen und der Backplane fasst P2 und P3 sowie P4 und P5 zu einem Lochbild-Block zusammen. Solch ein Block kann deshalb mit beliebigen AirMax- Steckern bestückt werden, solange der Block vollständig bestückt wird. Airmax-Stecker gibt es mit 6, 8 und 10 Reihen. Die Stecker sind mechanisch kodiert. Ein Stecker mit 8 Reihen kann beispielsweise nicht in eine Buchse mit nur 6 Reihen gesteckt werden. Segmentierung der Steckerleiste Der Block P2-P3 kann dem Standard entsprechend mit zwei 8-reihigen Steckern bestückt werden, aber eben auch mit einem 6- und einem 10-reihigen Stecker. So ergeben sich für P2-P3 folgende drei Möglichkeiten: 6-10, 8-8, 10-6. Den Block P4-P5 kann man mit 8-6 oder 6-8 bestücken. Insgesamt ergeben sich so sechs verschiedene Steckeranordnungen für kundenspezifische I/OBoards. Die korrespondierende Backplane muss mit den zum I/O-Board passenden Buchsen bestückt sein, verwendet aber das Standard-Layout. Diese Möglichkeit der Kodierung existiert zusätzlich zu den Alternativen, die die IEEE


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