Hallo zusammen, ich arbeite momentan an einem neuen Projekt, bei dem die Notwendigkeit besteht, einen SD-Kartenslot über das Gehäuse eines Geräts zugänglich zu machen. Habe im Forum schon geschaut, aber nichts gefunden, was wirklich für eine industrielle Anwendung passt.. Dieser Slot wird von der Außenseite des Gehäuses über eine Leitung (ca. 250mm) an die Hauptplatine und den darauf sitzenden Prozessor angebunden. Da ich diese Platine entwerfe, habe ich nun verschiedene Möglichkeiten, den Anschluss an die Platine zu gestalten. Mir geht es hier vorerst nur um die Realisierung der Leitung zwischen Hauptplatine und Slot, Anbindung SD-Slot an Prozessor ist schon geschehen und funktioniert in einem vorherigen Projekt eines Kollegen ohne Probleme :). Nur soll hier eben die räumliche Länge der Übertragung massiv erhöht werden. Ich habe mir verschiedene Möglichkeiten überlegt, weiß aber besonders hinsichtlich Störsicherheit (EMV), nötiger Schirmung und Signalintegrität kaum Bescheid, da dies mein erstes Projekt ist, in dem das eine Rolle spielt. Auf dem EMV- und HF-Gebiet habe ich auch noch keine große Erfahrung :) Zum Aufbau: Auf der einen Seite würde die Hauptplatine sitzen, auf der anderen eine Platine mit dem SD-Slot, diese sieht ähnlich aus wie diese auf dem Link: https://www.sparkfun.com/products/12941 Für den Raum dazwischen suche ich jetzt eine Lösung. Die erste Möglichkeit wäre die Erstellung einer Starrflex-Leiterplatte. Auf der Seite mit dem SD-Slot würde ich einen Stecker anbringen, so können die Leiterplatten unabhängig und mit unterschiedlichen Lagen gefertigt werden (auf der SD-Platine brauche ich gerade mal 2 Lagen, mehr wären nur teurer). Ist so eine Starrflex Lösung bei 8 Leitungen übertrieben und schätzungsweise viel teurer oder würde das tatsächlich auch Sinn machen? Hat da jemand Erfahrung? :) Die zweite und dritte Möglichkeit sind sehr ähnlich. Bei beiden befinden sich auf beiden Platinen Buchsen, die über eine Leitung miteinander verbunden werden. Bei Möglichkeit 2 wird dazu ein 8-poliges Flachbandkabel, ähnlich wie dieses genutzt (https://www.buerklin.com/datenblaetter/F166127_TD.pdf?ch=77924; https://www.buerklin.com/de/katalog/Flachbandleitungen-im-Raster-1-27-mm-Typ-FB-26127B-F814700.html). Die 3. Möglichkeit besitzt zwischen den beiden Buchsen auf den Platinen einzelne Litzen. Die 8 benötigten Litzen werden später noch gemeinsam ummantelt, mit so einem Gummi-/Kunststoffschlauch. Ich weiß gerade leider nicht wie man das nennt, hoffe ihr könnt euch das vorstellen. Da ist keine Isolierung dabei, das dient eigentlich nur um die Leitungen zusammenzuhalten. Bei dieser Möglichkeit könnte ich auch ein geschirmtes Kabel nehmen, damit wären EMV und Störsicherheit bestimmt kein Problem mehr. Das Ganze soll aber eben so kostengünstig wie möglich entwickelt werden :D. Hat jemand mit sowas schon Erfahrungen gemacht und kann mir eine Lösung empfehlen? Wie hoch ist die Gefahr einer Störeinstrahlung für die Signalqualität über diese Entfernung? Fertige Lösungen gibt es ja haufenweise zu kaufen, sind aber doch Preis/Leistung fast zu teuer (habe bereits bei Lieferanten angefragt) und gerade hinsichtlich EMV etc. habe ich bei solchen "Billigfabrikaten" doch Zweifel. Vielen Dank schonmal vorab für eure Ratschläge! Gruß Thomas
@ Thomas K. (Gast) >Dieser Slot wird von der Außenseite des Gehäuses über eine Leitung (ca. >250mm) an die Hauptplatine und den darauf sitzenden Prozessor >angebunden. >Ist so eine Starrflex Lösung bei 8 Leitungen übertrieben und >schätzungsweise viel teurer Kann sein. > oder würde das tatsächlich auch Sinn machen? Weiß ich nicht, damit hab ich noch nie was gemacht. >Bei Möglichkeit 2 wird dazu ein 8-poliges Flachbandkabel, ähnlich wie >dieses genutzt >(https://www.buerklin.com/datenblaetter/F166127_TD.... >https://www.buerklin.com/de/katalog/Flachbandleitu...). Könnte funktionieren, zumal dort ja schon 2xGND und 1x VCC dabei ist. Ausserdem liegt der Takt nahe an der Masse, das ist gut für das Thema Wellenwiderstand. >Die 3. Möglichkeit besitzt zwischen den beiden Buchsen auf den Platinen >einzelne Litzen. Die 8 benötigten Litzen werden später noch gemeinsam >ummantelt, mit so einem Gummi-/Kunststoffschlauch. Ich weiß gerade >leider nicht wie man das nennt, hoffe ihr könnt euch das vorstellen. Nennt sich Kabel ;-) >Bei dieser Möglichkeit könnte ich auch ein geschirmtes Kabel nehmen, >damit wären EMV und Störsicherheit bestimmt kein Problem mehr. Vorsicht! Sooo einfach ist das nicht. Eine Schirmung allein macht noch lange keine HF-taugliche Verbindung! >Das Ganze soll aber eben so kostengünstig wie möglich entwickelt werden >:D. Warum? Wieviel Million sollen davon gebaut werden? >empfehlen? Wie hoch ist die Gefahr einer Störeinstrahlung für die >Signalqualität über diese Entfernung? Nicht zu hoch. >Fertige Lösungen gibt es ja haufenweise zu kaufen, sind aber doch >Preis/Leistung fast zu teuer (habe bereits bei Lieferanten angefragt) Wie teuer sind die denn?
Thomas K. schrieb: > Die erste Möglichkeit wäre die Erstellung einer Starrflex-Leiterplatte. Lass dir das von einem LP-Hersteller anbieten. Wahrscheinlich ist die Version damit erledigt, es sei denn, ihr findet keine andere Möglichkeit. Thomas K. schrieb: > Bei Möglichkeit 2 wird dazu ein 8-poliges Flachbandkabel Thomas K. schrieb: > Die 3. Möglichkeit besitzt zwischen den beiden Buchsen auf den Platinen > einzelne Litzen Beides ist für HF-Übertragung nicht gut geeignet, da es keine Möglichkeit gibt, HiSpeed-Signale zu verdrillen oder abzuschirmen. Natürlich kommt es darauf an, welche Karten (Geschwindigkeitsklasse) verwendet werden, aber es ist heute durchaus mit Frequenzen von 100 MHz und mehr zu rechnen. Es ist aber ja kein Problem, das mal zu testen, indem sowas wie der beschriebene Kartenträger mit eingelötetem Flachkabel oder Einzellitzen und mit 250 mm angeschlossen wird, ist ja nur eine halbe Stunde Lötarbeit. Eine Notlösung wäre es, einen SD-Adapter über USB anzuschliessen. Georg
@Georg (Gast) >> Bei Möglichkeit 2 wird dazu ein 8-poliges Flachbandkabel >> Die 3. Möglichkeit besitzt zwischen den beiden Buchsen auf den Platinen >> einzelne Litzen >Beides ist für HF-Übertragung nicht gut geeignet, da es keine >Möglichkeit gibt, HiSpeed-Signale zu verdrillen oder abzuschirmen. Quark! Verdrillung ist nicht zwingend notwendig, das haben Flachbandkabel mit Ultra-IDE in Millionenstückzahlen jahrzehntelang bewiesen. Auch mit Flachbandkabeln bekommt man High Speed Signal eTrnasportiert, wenn man weiß wie. >Natürlich kommt es darauf an, welche Karten (Geschwindigkeitsklasse) >verwendet werden, aber es ist heute durchaus mit Frequenzen von 100 MHz >und mehr zu rechnen. Aber nur, wenn man die echt schnellen, neuen Standards braucht. SD und SDHC klickern mit gemächlichen 25 MHz, das ist noch nicht allzu herftig.
Angehängte Dateien:
-
06_Aufgesteckt.jpg
140 KB -
05_Unterseite.jpg
150 KB
Falk B. schrieb: > Aber nur, wenn man die echt schnellen, neuen Standards braucht. SD und > SDHC klickern mit gemächlichen 25 MHz, das ist noch nicht allzu herftig. Es sei denn man aktiviert den High Speed Modus, dann hats 50 MHz. Dazu habe ich einen kleinen Erfahrungsbericht: Auf einer furchtbaren fliegenden Verdrahtung (siehe Anhang) mit hilfe eines STM32F4 Discovery und umfunktionierten SD-microSD-Adapter funktioniert es bis 33,6 MHz (mehr kann der F4 dank Silicon-Bug nicht), aber nur mit der gezeigten Samsung Evo Karte (viele Tage Langzeittests ohne einzigen Fehler). Eine SanDisk-Karte produziert ständig Übertragungsfehler, und eine Toshiba-Karte lässt sich aufgrund derer gar nicht erst initialisieren (Übertragungsfehler bei CMD6). Auf einem STM32F7 Discovery (mit anzunehmendem vernünftigen Layout) funktionieren aber alle drei gut, auch bei 48 MHz (der F7 hat den Bug behoben). Die bei SanDisk/Toshiba gelegentlich doch auftretenden Fehler müssen durch "schlaue" Programmierung aufgefangen werden. Daraus könnte man folgern: Die Qualität der Verdrahtung und der Karte bestimmt sehr wohl, ob eine zuverlässige Nutzung möglich ist, auch bei den hier geschätzten 7cm.
Falk B. schrieb: > Auch mit Flachbandkabeln bekommt man High Speed Signal eTrnasportiert, > wenn man weiß wie. Ja, aber dann muss man das weiss wie auch anwenden können, das nützt also nichts bei vorgegebener Kabelbelegung. Und ich würde ganz bestimmt nicht meine Hand dafür ins Feuer legen, dass die Belegung des Kabels für den SD-Adapter HS-technisch optimal ist. Bei Flachkabeln für HS ist z.B. fast immer eine Masseleitung links und rechts einer Datenleitung, und die Anschlüsse sind an eine bestimmte Impedanz angepasst, beides sehe ich hier nicht. Georg
@ Niklas Gürtler (erlkoenig) >Es sei denn man aktiviert den High Speed Modus, dann hats 50 MHz. Liegen dann wirklich 50 MHz auf der SCK Leitung oder wird dort auf beiden Taktflanken übertragen (DDR, double data rate)? >auch bei 48 MHz (der F7 hat den Bug behoben). Die bei SanDisk/Toshiba >gelegentlich doch auftretenden Fehler müssen durch "schlaue" >Programmierung aufgefangen werden. Hast du dir mal die Signale mit einem guten Oszi und Tastkopf angesehen? >Daraus könnte man folgern: Die Qualität der Verdrahtung und der Karte >bestimmt sehr wohl, ob eine zuverlässige Nutzung möglich ist, auch bei >den hier geschätzten 7cm. Hat das jemand bestritten? Meine Aussage ging nur gegen ein "Flachbandkabel und normales Kabel ist Mist".
@ Georg (Gast) >> Auch mit Flachbandkabeln bekommt man High Speed Signal eTrnasportiert, >> wenn man weiß wie. >Ja, aber dann muss man das weiss wie auch anwenden können, Wo muss man das nicht? >das nützt >also nichts bei vorgegebener Kabelbelegung. Die ist nicht vorgegeben, der OP will es erst entwickeln. > Und ich würde ganz bestimmt >nicht meine Hand dafür ins Feuer legen, dass die Belegung des Kabels für >den SD-Adapter HS-technisch optimal ist. Welches Kabel? Im Moment wurde noch nicht ein einziges Kabel erwähnt. >Bei Flachkabeln für HS ist z.B. fast immer eine Masseleitung links und >rechts einer Datenleitung, und die Anschlüsse sind an eine bestimmte >Impedanz angepasst, Sicher, steht alles im Artikel Wellenwiderstand. > beides sehe ich hier nicht. Wovon sprichst du?
Falk B. schrieb: > Liegen dann wirklich 50 MHz auf der SCK Leitung Ja. > oder wird dort auf > beiden Taktflanken übertragen (DDR, double data rate)? Nein. Falk B. schrieb: > Hast du dir mal die Signale mit einem guten Oszi und Tastkopf angesehen? Ein solches hatte ich nicht zur Hand, mit einem ollen Owon 100 MHz sahen alle Signale furchtbar aus, aber mit der Samsung Karte hat es dennoch funktioniert. Falk B. schrieb: > Meine Aussage ging nur gegen ein > "Flachbandkabel und normales Kabel ist Mist". Dagegen sag ich ja gar nix... Wollte nur anmerken, dass man sich anscheinend doch ein paar Gedanken dazu machen muss, da es auf die "naive" Weise offenbar nicht so toll funktioniert.
Falk B. schrieb: > Wovon sprichst du? Die Datenleitungen liegen nebeneinander, und von Impedanzanpassung ist in den Unterlagen nirgends die Rede, von differentiellen Signalen schon garnicht - das SD-Karteninterface ist nun mal nicht für lange Leitungen konzipiert, sondern gerademal für nebenan auf der Platine. Und selbst da sollte man für schnelle SD-Karten besser nicht den Autorouter beauftragen, sondern einen Layouter, der was von HiSpeed versteht. USB oder Ethernet über Flachkabel ist was völlig anderes, das ist für Kabelstrecken gemacht, optimal ist es allerdings auch nicht. Oder liegen bei dir im Büro lauter Flachkabel rum? Das ging früher mal, für Drucker oder Modems. Georg
@ Georg (Gast) >Die Datenleitungen liegen nebeneinander, und von Impedanzanpassung ist >in den Unterlagen nirgends die Rede, Am STECKVERBINDER! Aber nicht auf dem noch zu konstruierenden Kabel! >von differentiellen Signalen schon >garnicht >- das SD-Karteninterface ist nun mal nicht für lange Leitungen >konzipiert, sondern gerademal für nebenan auf der Platine. Und selbst da >sollte man für schnelle SD-Karten besser nicht den Autorouter >beauftragen, sondern einen Layouter, der was von HiSpeed versteht. Ja, aber das alles ist kein Killerkriterium, sondern nur ein "Achtung" Zeichen. >USB oder Ethernet über Flachkabel ist was völlig anderes, Irrtum. HF ist HF, da gibt es sehr viele Gemeinsamkeiten. > das ist für >Kabelstrecken gemacht, optimal ist es allerdings auch nicht. Oder liegen >bei dir im Büro lauter Flachkabel rum? Darum geht es nicht! Man könnte USB auch per Flachbandkabel übertragen, wenn man denn so viel Einzeladern brauchen würde! Soll ich dir beweisen, daß USB auch mit High Speed (480 Mbit/s) über 08/15 Flachbandkabel läuft?
Das Signal sauber zu übertagen sollte kein Problem sein. Ich meine, normales Flachbandkabel sollte es tun. Im Zweifel eine GND Leitung direkt neben jede Signalleitung. Auf beiden Seiten des Kabels noch kleine Serienwiderstände (10 Ohm?) in die Leitungen um Reflektionen zu dämpfen. Über geschirmte FFC / FPC Kabel könnte man auch nachdenken. Wird dann aber sicherlich schon wieder relativ teuer. Billiger als ein eigener Starrflex aber allemal. Was in meinen Augen viel spannender ist, ist die "Flugzeit" des Signals über die Leitung. 250mm sind bei rel. Permitivität von 1 schon rund 2 ns für Takt hin und Signal zurück. Je nach Dielektrikum halt mehr. Da könnte es schon zu Problemen mit Sample&Hold Zeit beim Empfänger kommen. Ich würde empfehlen, mal in die SDIO Spec. zu schauen, ob da überhaupt noch Luft ist. Sonst bleibt nur die Möglichkeit, den Takt zu reduzieren.
Thread beobachten
Seitenaufteilung abschaltenBitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.