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Tutte le caratteristiche tecniche del progetto di PCB che ha vinto l’ultimo Technology Leadership Award

di Paolo Subioli on 20 Dicembre 2017

Altice LabsLa portoghese Altice Labs si è aggiudicata l’ultimo Technology Leadership Award, il più prestigioso premio nel PCB Design, che Mentor attribuisce ai progettisti più bravi nel trovare metodi e strumenti innovativi per rispondere alla sfida della complessità odierna del PCB, per ricavare prodotti elettronici leader.

Si tratta di una switching matrix card in grado di indirizzare 1.6Tbps su un sistema con 10 slot interconnessi con collegamenti a 25Gbs, tramite un backplane per diverse tecnologie: Gigabit ethernet, G-PON, XG-PON, NG-PON2, fiber-to-the-home (FTTH), fiber-to-the-building (FTTB), fiber-to-the-curb (FTTC), fiber-to-the-cell (FTTc), and fiber-to-the-business (FTTb).

Caratteristiche del progetto

La scheda ha caratteristiche uniche, perché non esiste al mondo una soluzione che utilizzi due gestori del traffico su una stessa scheda in così poco spazio. Per farsi un’idea, le demo board dei produttori di chip usano solo un IC nel doppio dell’area del PCB, con lo stesso numero di layer. Ci sono più di 20 alimentatori diversi, che sono stati suddivisi in ulteriori 100. Tutto ciò andava sbrogliato con i piani e in layer specifici. Il tempo richiesto per il completamento era di 3 mesi, dallo schematico al PCB assemblato.

La scheda doveva funzionare e passare i test al primo tentativo, ma c’erano molti vincoli, come ad esempio l’uso di materiali a basso costo e dunque alta perdita dielettrica, una scheda da 28 layer, massimo consumo consentito per gli IC 350W. La RAM DDR4 richiede comunque un consumo minore rispetto alla DDR3. Per ulteriori dettagli, si veda la scheda tecnica.

Sfide progettuali

Sono state eseguite le seguenti verifiche del progetto: signal integrity analysis, power integrity analysis, analisi termica, digital simulation, environmental / EMC testing, analisi delle vibrazioni.

La simulazione delle 32 memorie DDR4 ha tenuto conto della lunghezza dei package, consentendo ai progettisti di effettuare rapidi cambiamenti nella sbrogliatura ed essere sicurii che avrebbero funzionato al primo tentativo a velocità molto alte.

La scheda ha bisogno di 200A solo per il core in 2 BGA, più gli altri chip, rendendo ardua la progettazione, se si considerano le restrizioni di alimentazione dell’intero sistema. La DDR4 è stata scelta rispetto alla DDR3 proprio per il minor consumo energetico. Con tutta quella potenza c’è una perdita di tensione nei piani che ha richiesto di essere controllata.

Inoltre la scheda emetteva più di 300W di calore, richiedendo la collocazione di una ventola per dissipare il calore dei chip, specie nei casi in cui la temperatura ambiente sia superiore a 35°C.

Tool utilizzati

Per quanto riguarda i tool software, il team ha fatto ricorso al flusso Xpedition, nell’ambito del quale sono stati utilizzati anche: Hyperlynx SI, Flotherm XT, Design Capture, Autocad, Inventor.

Il team era composto da: Alfonso F. (Schematic Design); Carlos Monica (Layout); Victor Soares (creazione dei component e gestione DDR); Luiz Tavares (simulazione meccanica e termica).

Scheda tecnica del progetto

Inserendo il solo indirizzo email nel campo qui a fianco, è possibile scaricare la scheda tecnica dettagliata del progetto.

Layout del PCB

(fare click per ingrandire)

Chiedi informazioni:

Paolo SubioliTutte le caratteristiche tecniche del progetto di PCB che ha vinto l’ultimo Technology Leadership Award