在當(dāng)今世界,人們不斷需要電子產(chǎn)品變得更快、更便宜和更小。

它遵循晶體管的摩爾定律:計算的速度和能力每兩年翻一番,這主要是由于硅芯片密度的增加。這種期望在系統(tǒng)層面也是相似的。傳感、成像、運動控制、通信和電源管理都是系統(tǒng)級方面,包含模塊、電路板和電源之間的互連。除了處理之外,這些系統(tǒng)級互連還必須變得更密集、更緊湊,以降低整個系統(tǒng)的占用空間。

系統(tǒng)級互連的設(shè)計注意事項

以下是在設(shè)計中選擇連接器的典型注意事項的簡要說明:

  • 尺寸——對于空間受限的應(yīng)用,設(shè)計人員必須真正評估整個系統(tǒng)的占地面積,并根據(jù)連接器入口、PCB 上的位置和高度限制以及任何其他尺寸限制確定什么最適合互連。
  • 易于使用——對于需要維修、持續(xù)使用或流線型組裝的應(yīng)用,互連應(yīng)該是一個快速簡單的過程,以最大限度地減少生產(chǎn)車間的時間,同時減少集成過程中出錯的機會。
  • 信號性能——所有應(yīng)用在性能要求方面都不同,但對于互連,主要考慮因素通常是速度、環(huán)境敏感性(如 EMC/EMI 或環(huán)境溫度)、電流額定值(不要忘記降低連接的額定值?。?,以及任何特殊的監(jiān)管要求。
  • 采購——鑒于當(dāng)前的采購環(huán)境和電子元件在全球范圍內(nèi)的短缺,確定知名品牌和一系列具有全球影響力的聯(lián)系通常有助于戰(zhàn)略采購,并最大限度地減少對生產(chǎn)和研發(fā)工作的影響。請牢記連接器的生命周期,并尋找在設(shè)計中二次采購某些部件的方法。
  • 品牌或系列重復(fù)使用——有時為特定功能選擇非常具體的連接器或品牌會給設(shè)計增加很多不必要的文檔。通常最好選擇一個品牌或系列并盡可能多地使用該系列。在 PCB 設(shè)計中標(biāo)準(zhǔn)化連接器品牌和系列有助于最大限度地減少組裝和相關(guān)布線的工具要求,通過在多個設(shè)計中利用類似的連接器來簡化研發(fā)零件庫存和設(shè)計文件,并隨著時間的推移建立品牌的熟悉度和信任度。
  • 供應(yīng)商支持——大多數(shù)設(shè)計人員相當(dāng)依賴供應(yīng)商提供的易于理解的良好文檔/圖紙,以及隨附的 3D 模型和易于瀏覽相關(guān)部件的網(wǎng)站。此外,應(yīng)用工程支持的快速徹底跟進對于確保設(shè)計成功至關(guān)重要。?

 

緊湊型系統(tǒng)設(shè)計

盡管這些考慮因素中的大多數(shù)推動了互連的選擇,但尺寸是當(dāng)今氣候的主要因素之一,并且在不斷進步,盡管試圖跟上硅小型化的步伐。更高的處理器 I/O 數(shù)量可能會導(dǎo)致更多基于系統(tǒng)的互連和外圍設(shè)備。隨著系統(tǒng)不斷變得更密集和更緊湊,連接的整體大小可以成為一種平衡行為。設(shè)計師必須權(quán)衡很多事情,例如:

  • 引腳間距和滿足爬電/間隙規(guī)則
  • 絕緣材料
  • 連接器降額用于更高電流的應(yīng)用
  • 避免連接器引腳之間的串?dāng)_
  • 考慮高速系統(tǒng)中的阻抗
  • 表面貼裝與通孔(機械強度和可靠性)
  • 一般機械約束(例如電路板堆疊和附近的組件)
  • 電纜管理和入口路徑、彎曲半徑和應(yīng)力消除
  • 總體可用性,例如插配力和可訪問性

盡管應(yīng)用程序的要求可能千差萬別,但針對高密度系統(tǒng)的設(shè)計通常需要在電氣和機械領(lǐng)域的設(shè)計過程中密切關(guān)注。在開發(fā)過程中來回交換文件,在制造過程中考慮系統(tǒng)級組裝,在服務(wù)或一般使用過程中考慮可用性,滿足監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn),并在設(shè)計時留有足夠的余量(公差疊加、降低更高引腳??數(shù)下的最大連續(xù)引腳電流)連接器、EMI 保護以及在 PCB 布局期間遵循最佳實踐)都有助于優(yōu)化系統(tǒng)在互連方面的密度。此外,具有擴展的 3D 設(shè)計功能和可視化功能的更高質(zhì)量的 CAD 軟件有助于減少緊湊型設(shè)計的每次迭代出錯的機會。

連接器支持許多混合信號進行互連的應(yīng)用。例如:

  • 醫(yī)用器材
  • 測試設(shè)備
  • 可穿戴技術(shù)
  • 自動門
  • 無人機
  • 照明設(shè)備
  • 傳感器技術(shù)
  • 機器人技術(shù)

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