Welche Routing Variante ist eher zu empfehlen

[Gregor (Gast)]

Hallo

Ich muss für ein Hobbyprojekt eine Leiterplatte mit sehr vielen Signalen 
routen. Hauptsächlich Datenbusse bis zu 32 Bit (ARM- Prozessor). Das 
endgültig fertige Produkt sollte dann auf einer 4- lagigen 
Multilayerplatine aufgebaut werden. In der Prototypingphase möchte ich 
jedoch nicht gleich eine Multilayerplatine verwenden, sondern das ganze 
auf einer doppelseitigen Platine aufbauen. Diese kann ich dann auch zu 
Hause ätzen und bestücken, wodurch die Kosten niedrig bleiben, da ich 
sicher mehr als nur eine Version der Platine machen werde bis alles so 
funktioniert wie gewünscht :)
Die Datensignale haben einen maximalen Takt von 66MHz. Beim 
doppelseitigen layouten der Platine fehlen ja die inneren Lagen (VCC und 
GND) die ansonsten für äußeren Signallagen eine Art Schirmung 
bereitstellen. Somit muss ich bei der doppelseitigen Variante Signale 
auf Top und Bottomlayer routen. Die Signale laufen auch große Strecken 
parallel zueinander, da sich das nicht vermeiden lässt.
Meine Frage ist nun, was aus signaltechnischer Sicht günstiger ist:
Die Leiterbahnen auf dem Toplayer versetzt zum Bottomlayer zu routen, 
oder Signale am Top und am Bottomlayer direkt übereinander zu routen 
(Siehe Bilder im Anhang). Anzumerken sei noch dass es sich bei den 
Signalen und syncrone Signale Handelt.

[gurkenking (Gast)]

Ich hab mal gelesen, dass man Signale auch mit dazwischenliegenden 
Massen ein wenig schirmen kann.
D.h. anstelle von
Gnd Sig Sig Sig Sig

lieber

Sig Sig Gnd Sig Sig

oder noch besser

Sig Gnd Sig Gnd Sig Gnd Sig

Zur ursprünglichen Fragen würde ich meinen dass es fast egal sein 
müsste. Es geht ja um den Abstand der Bahnen, und der wird in dem einen 
Fall die Platinendicke sein, im anderen Fall ein klein wenig mehr, also 
sqrt(Platinendicke^2 + Versatz^2)

Hab aber keine Praxiserfahrung diesbezüglich.
Gute Nacht!
Gustav

[MaWin (Gast)]

> Meine Frage ist nun, was aus signaltechnischer Sicht günstiger ist:

Du kannst eigentlich nur einen Layer für die Sigale verwenden,
denn den anderen brauchst du für die Spannungsversorgung.

66MHz auf Doppelseite ist nämlich nicht so einfach.

Wenn deine Leitungen kurz sind, brauchst du dir wenigstens um 
Fehlanpassungen (noch) keine Sorgen zu machen, wenn Leitungen sowieso 
synchron miteinander den Zustand wechseln (Bus) können alle nah 
nebeneinander lange parallel,

aber ohne kluge Auslegung der Versorgungsspannung (und damit 
GND-Referenz) wird das nichts.

[Michael (Gast)]

Hallo,

meiner Erfahrung nach ist die EMV am besten wenn alle Leiterbahnen 
möglichst auf TOP geroutet werden. Nur kurze durchsteiger auf BOTTOM. 
Dann die BOTTOM Fläche mit Masse Fluten. Die meisten Platinen kann man 
fast auf einer Lage routen. Mann muß als Designrules nur auch die 
Minimalen Abstände und Leiterbahnbreiten benutzen. Die meisten routen 
mit viel zu dicken Leiterbahnen.

Mfg

Michael

[Gregor (Gast)]

Ich häng einmal einen Screenshot des aktuellen Layouts an. Es sieht noch 
alles ziemlich chaotisch aus, weil ich ja noch mitten im Routing bin.

Vorab noch ein Detail zum Projekt: Es handelt sich um ein ARM System auf 
einer Platine mit SODIMM Formfaktor. Also um ein System on Module (SOM). 
Mein Layout besteht eigentlich nur darin, die Signalleitungen vom ARM 
Prozessor, die über die SODIMM Schnittstelle herausgeführt sind, 
einigermaßen vernünftig zu verlegen.
MaWin schrieb:
> Du kannst eigentlich nur einen Layer für die Sigale verwenden,
> denn den anderen brauchst du für die Spannungsversorgung.
>

Dadurch das das Modul nur mit einfachen 5V an wenigen Pins, die sich 
alle auf einer Seite befinden, versorgt werden muss, ist die 
Spannungsversorgung nicht so sehr im Weg

>
> Wenn deine Leitungen kurz sind, brauchst du dir wenigstens um
> Fehlanpassungen (noch) keine Sorgen zu machen, wenn Leitungen sowieso
> synchron miteinander den Zustand wechseln (Bus) können alle nah
> nebeneinander lange parallel

Ich denke schon dass sich die Längen noch im vertretbaren Rahmen 
bewegen.

Michael schrieb:
> meiner Erfahrung nach ist die EMV am besten wenn alle Leiterbahnen
> möglichst auf TOP geroutet werden. Nur kurze durchsteiger auf BOTTOM.

Vom SODIMM Sockel einseitig wegzurouten wird eher ein Traum bleiben, da 
muss ich einfach auf einen anderen Layer. Zumal sich die Leitungen der 
Datenbusse auch wechselseitig auf den Pins des Moduls befinden und somit 
nicht einfach nach einer Seite weggeroutet werden können.

Michael schrieb:
> Mann muß als Designrules nur auch die
> Minimalen Abstände und Leiterbahnbreiten benutzen. Die meisten routen
> mit viel zu dicken Leiterbahnen.

Ich route schon mit 0.254mm das ist auch die Breite die ich zu Hause 
noch mit reproduzierbarer Genauigkeit ätzen kann. Hab zwar auch schon 
6mil erfolgreich geätzt, aber ob da die Platine gelingt ist eher ein 
Glückspiel.

[chick (Gast)]

Warum setzt Du unter den Prozessor keine DKs? Da würden einige Leitungen 
viel, viel kürzer werden.

Machs von Hause aus gleich gescheit, 4 lagig fertigen lassen, keine 
Kompromisse bei Leiterbahndicke, Bohrungsgröße der DKs, Abstände, 
Filter-Cs.

Selbst geätzt und gebohrt könnte demnächst einen  Thread geben: "Hilfe 
meinen Board geht nicht, Layout fertig und schon bestückt, was kann ich 
tun?"

Muß nicht so sein, ist aber nicht unwahrscheinlich bei 66 MHz Bustakt. 
Oder ist der doch kleiner?

[Gregor (Gast)]

chick schrieb:
> Warum setzt Du unter den Prozessor keine DKs? Da würden einige Leitungen
> viel, viel kürzer werden.

Eben damit ichs zu Hause ätzen kann.

chick schrieb:
> Selbst geätzt und gebohrt könnte demnächst einen  Thread geben: "Hilfe
> meinen Board geht nicht, Layout fertig und schon bestückt, was kann ich
> tun?"

Keine Angst, ich hab Erfahrung mit selbst geätzten Platinen. Hab schon 
ca. 40 Stk. daheim hergestellt, seit ich vor 5 Jahren angefangen hab 
Platinen selbst zu ätzen. An die 5 Platinen davon waren ähnlich komplex 
wie es diese sein wird (von der Anzahl der Dukos und der Strukurbreite). 
Ich löte auch nicht die Platine direkt nach dem Ätzen, sondern bei 
komplexeren Platinen wie dieser kommt dann noch ein Lötstopplaminat auf 
die Platine (Bungard Dynamask). Damit hab ich auch bei kleinen SMD ICs 
beim Löten keine Probleme und bin recht zufrieden mit den Ergebnissen. 
Wenn ich jetzt gleich eine Multilayerplatine machen lasse, dann kostet 
die schon einmal über 100€. Falls dann irgendetwas nicht passt ist die 
Platine wertlos. Und als Student gibt man nicht so locker einmal über 
100€ aus :). Falls die Doppelseitige Platine Probleme macht ist das halb 
so schlimm. Einfach wegwerfen und eine neue machen. Denn das ARM Modul 
ist ja dank der SODIMM Bauweise 
http://www.ic-board.de/images/product_images/info_images/214_0.jpg 
portabel und kann einfach in die neue Platine eingebaut werden. Die paar 
Latches und sonstige Peripherie die bei einer defekten Platine 
blöderweise auch mit weggeworfen werden müssen, schlagen sich jedoch nur 
mit max. 10-15€ zu Buche.
Solange die Fertigung der Platinen extern noch so teuer ist, bleibt die 
homemade Variante einfach ungeschlagen.

MfG Gregor

[Reinhard Kern (Gast)]

Gregor schrieb:
> Meine Frage ist nun, was aus signaltechnischer Sicht günstiger ist:

Ob sie nun ein bisschen versetzt sind, spielt kaum eine Rolle, schon 
garnicht bei einer Platinendicke von > 1 mm.

Wichtiger ist, was du zusammen routest: üblicherweise schalten alle 
Datenleitungen zu einem Zeitpunkt A um und werden zu einem Zeitpunkt B 
mit ausreichendem Abstand abgefragt. D.h. Datenleitungen eines Busses 
stören sich kaum gegenseitig. Kritischer ist es, wenn du etwa Adress- 
und Datenleitungen übereinander verlegst, das sollte man besser 
vermeiden.

Daraus ergibt sich auch, dass Timingsignale wie Clk, Strobe, Read, Write 
besonders kritisch sind, das dürfte sich inzwischen herumgesprochen 
haben. Dabei sollte man beachten, welche Signale tatsächlich das Timing 
bestimmen - es gibt Architekturen, bei denen Read und Write nur 
Statussignale sind und die Flanken eines Strobesignals entscheidend 
sind, bei anderen sind Read und Write selber die Timingsignale.

Gruss Reinhard