DE8903913U1

DE8903913U1 - Leiterplattenförmiges Busverdrahtungsfeld

Info

Publication number: DE8903913U1
Application number: DE8903913U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1989-03-30
Filing date: 1989-03-30
Publication date: 1989-05-18

Description

«96 122 8DE

Siemens Aktiengesellschaft

Leiterplattenformlges Busverdrahtungsfeld 5

Die Erfindung betrifft ein leiterpiattenforanges Busverdrahtungsfeld nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.

In Systemers der Digitaltechnik werden Informationen zwischen einzelnen Funktionsmodulen im allgemeinen über sogenannte Bussysteme ausgetauscht.

So ein Bussystem besteht meistans aus wahreren funktionsspezifisch&n Bussen, wie z.B. eineffi Adreßbus zur Adressenübergabe, einem Datenbus zur Übermittlung von Dateninformation und einem Steuerbus zur Koordinierung der eii-titlnen Funktionsmodule.

Jeder Bos besteht aus einer Vielzahl von individuellen Einzelleitungen, die jewt. "Is für sich eine Art Sammelschiene darstellen, an die alle Funktionsmodule über zugehörige Stichleitungen angekoppelt sind. Damit geben Bussysteme die Schnittstellen für einen modularen Aufbau komplexer digitaler Schaltungen vor. Denn die am Bussystem angeschalteten Funktionsmodule lassen sich auf einzelne Flachbaugruppen unterbringen und mit Hilfe einer allen Flachbaugruppen gemeinsamen Busverdrahtungen untereinander verbinden. Eine solche Busverdrahtung läßt sich bereits mit einem Flachbandkabel realisieren. Mechanisch und elektrisch günstigere Eigenschaften Jedoch werden mit einem Busverdrahtungsfeld, häufig auch "Platter" genannt erzielt, das zum Anschluß der Flachbaugruppen mit einer Vielzahl von Mehrfachsteckverbindern versehen ist. Mit solchen Mehrfachsteckverbindern, die parallel nebeneinander liegend auf dem Busverdrah-

89 6 1 2 2 8 OE

tungsfeld angeordnet sind, lassen sich die Flachbaugruppen systemgerecht und wartungsfreundlich an das Bussystem ankoppeln.

Für eine schaltungstechnische Busankopplung sind die zum Anschluß an das Bussystem vorgesehenen Leitungen auf jeder Flachbaugruppe über Bustreiber geführt und danach an den auf der Flachbaugruppe befindlichen Mehrfachsteckverbinder angeschlossen. Die Bustreiber sind in integrierten Bausteinen untergebracht und bestehen aus Verstärkerschaltungen, deren Vexstärkungsrichtung umschaltbar und deren Verstärkerausgänge hochohgeschaltet werden können.

Bei einem Informationstransport zwischen zwei Funktionsmodulen werden in Generatorbausteinen auf einer sendenden Flachbaugruppe Spannungsimpulse erzeugt, die zuerst an die Bustreiber derselben Flachbaugruppe weitergegeben werden. Von diesen gelangen sie über eine Mehrfachsteckverbindung auf das Busverdrahtungsfeld und wiederum über eine Mehrfachsteckverbindung auf eine empfangende Flachbaugruppe, auf der die Spannungsimpulse zuerst an Bustreiber und dann an Empfängerbausteine weitergeleitet werden.

Damit Spannungsimpulse möglichst schnell von Generatorbausteinen zu Empfängerbausteinen gelangen können, müssen nach der Leitungstheorie Wellenwiderstand und Leitungswiderstand der beteiligten Signalleltung aufeinander abgestimmt werden, um etwaige Reflexionen zu vermeiden. Dies versucht man bei Busleitungen durch sogenannte Abschlußwiderstände zu erzielen, die auf dem Busverdrahtungsfeld an beiden Enden einer jeden Busleitung angeschlossen sind.

Eine optimale Dimensionierung dieser AbschluGwiderstände läßt sich in der Regel jedoch nicht finden, da die an die Busleitung gen angeschlossenen Stichleitungen auf den Flachbaugruppen unterschiedllche Längen haben und deshalb je nach momentan aktiver Sender- und Empfängerbaugruppe eine andere Dimensionierung der AbschluGwiderstände erforderlich wäre.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung 1st es deshalb, ein Busverdrahtungsfcld nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 so weiterzubilden, daß sich eine höhere Informationstransportgeschwindigkeit auf dem Bussystem erzielen läßt.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Ein solches Busverdrahtungsfeld erlaubt eine gleichbleibend op-

timale Dimensionierung der Abschlußwiderstände, weil die auf dem Busverdrahtungsfeld angeordneten Verstärkerschaltungen eine Einflußnahme der Busanschlußleitungen der Flachbaugruppen auf die Leitungswerte der Busleitungen verhindern. Damit bleiben die elektrischen Leitwerte der Busleitongen auch konstant, wenr vom Busverdrahtungsfeld Flachbaugruppen entnommen oder zusätzliche angeschlossen werden. Auch die Verteilung der Flachbaugruppen auf dem Busverdrahtungsfeld im Hinblick auf eine Lastverteilung bleibt ohne Einfluß auf die elektrischen Leitungswerte der Busleitungen.

Ein weiterer Vorteil eines erfindungsgemäß ausgebildeten Busverdrahtungsfeldes liegt darin, daß zwischen den Busleitungen ur.d den Kontaktieranordnungen zum Anschluß von Mehrfachsteckverbindern keine direkte Leitungsverbindung besteht. Durch die räumliche gedrängte Anordnung einer Vielzahl von Kontakten in einem Mehrfachsteckverbinder wird nämlich ein sogenanntes Übersprechen zwischen den einzelnen Leitungen begünstigt, das sich bei herkömmlichen Busverdrahtungsfeldern wie eine Widerstandsverbindung zwischen den einzelnen Leitungen unmittelbar auf die Busleitungen auswirkt. Beim vorliegenden Erfindungsgegenstand dagegen sind die Steckverbinderkontakte von den Busleitungen Ober die Verstärkerschaltungen elektrisch getrennt, wodurch die Busleitungen vom Übersprechverhalten der Mehrfachsteckverbindei unbeeinflußt bleiben.

89 G 1 2 2 8 DE

• · »&Mgr;···· · I II

• · ■ · · III:

Mit iuf dem Busverdrahtungsfeld angeordneten integrierten Bausteinen für die Verstärkerschaltungen können auf den angeschlossenen Flachbaugruppen entsprechende Bausteine entfallen, wodurch Platz frei wird, der anderweitig genutzt werden kann.

Die Anordnung von integrierten Bausteinen auf dem Busverdrahtungsfeld ermöglicht auch eine Reduzierung der von den Flachbaugruppen abzugebenden Verlustwärme.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durchkontaktierungen auf Leiterbahnen bilden Störstellen, Busleitungen in Form von durchkontaktierungsfreien Leiterbahnen sind durchgehend homogen, weshalb die AbschluBwlderstände sehr genau berechnet werden können.

Bei Verwendung von oberflächenmontierbaren integrierten Bausteinen lassen sich auch am Ende der Stichleitungen Durchkontaktierungen vermeiden, außerdem weisen oberflächenmontierbare Bausteine gegenüber herkömmlichen geringere Abmessungen auf, wodurch interne Leitungsführungen kürzer sind und sich deshalb meistens schnellere Schaltgeschwindigkeiten erzielen lassen.

Sind die Busleitungen zwischen zwei benachbarten Busanschlußstellen gleich lang, so ist sichergestellt, daß auch die Signallaufzeiten auf den Busleitungen gleich sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

89 G 1 2 2 8 OE

Dabei zeigen

FIG 1 eine Draufsicht auf ein Teilstück eines herkömmlichen BusVerdrahtungsfeldes,
5

FIG 2 eine Draufsicht auf ein Teilstück eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Busverdrahtungsfeldes.

In der FIG 1 ist in schematischer Weise die Oberfläche eines Teilstückes eines in herkömmlicher Weise ausgebildeten Busverdrahtungsfeldes BV dargestellt. Das Busverdrahtungsfeld BV besteht aus einer rechteckförmigen Leiterplatte LP, auf deren Oberfläche mehrere Busleitungen in Form von Leiterbahnen LB angeordnet sind, die zwischen zwei gegenüberliegenden Seitenkanten der Leiterplatte LP im wesentlichen geradlinig und zueinander parallel verlaufen.

Auf die Länge der Leiterbahnen LB sind mehrere, jeweils für alle Leiterbahnen LB gemeinsame Busanschlußstellen BA verteilt, in deren Bereich jede Leiterbahn LB mit jeweils einer lochförmigen Durchkontaktierung LD zur Aufnahme eines Steckkontaktelementes eines Mehrfachsteckverbinders MV versehen ist.

Die Mehrfachsteckverbinder MV erstrecken sich oberhalb der Durchkontaktierungen LD an den Busanschlußstellen BA jeweils in Querrichtung zu den Leiterbahnen LB, wie in der Zeichnung angedeutet ist. Jede Leiterbahn LB mündet an beiden Enden in Kontaktflecken KF zum Anschluß von Abschlußwiderstanden.

In der FIG 2 ist in schematischer Weise die Oberfläche eines Teilstörkes eines Busverdrahtungsfeldes BV dargestellt, das erfindungsgemäß weitergebildet ist. Dieses Busverdrahtungsfeld BV besteht ebenfalls aus einer rechteckförmigen Leiterplatte LP, auf deren Oberseite Busleitungen in Form von Leiterbahnen LB angeordnet sind. Die Leiterbahnen LB sind im wesentlichen ge-

89 G I 2 2 8 DE

radlinig ausgebildet und verlaufen zwischen den Seitenkanten der Leiterplatte LP zueinander parallel.

Auf der Leiterplatte LP sind analog zur FIG 1 mehrere BusanschluOstellen BA vorgesehen, für die jede Leiterbahn LB jeweils eine in einer Kontaktierungsfläche KO endende Stichleitung SL aufweist. Es ist auch denkbar, daß die Kontaktierungsflachen KO unmittelbar an den Leiterbahnen LB angeordnet sind, wenn die Länge der jeweiligen Stichleitung SL sehr gering ist.

Neb-än den Busanschlußstellen BA sind jeweils für Oberflächenmontage vorgesehene integrierte Bausteine IB angeordnet, die Verstärkerschaltungen in der Art von Bustreibern enthalten. Jedem Bustreiber ist wenigstens ein erster und zweiter Bausteinanschluß Al, A2 zugeordnet, von denen der erste Bausteinanschluß Al an öie Kontaktierungsfläche KO einer jeweiligen Stichleitung SL und der zweite Bausteinanschluß A2 an eine Kontaktierungsfläche KO einer zu einer lochförmigen Durchkontaktierung LD führenden Verbindungsleitung VL angeschlossen ist.

Diese Verbindungsleitungen VL sind zwischen einem jeweiligen zweiten Bausteinanschluß A2 und einer jeweiligen lochförmigen Durchkontaktierung LD angeordnet.

Die lochförmigen Durchkontaktierungen LD sind entsprechen^ der FIG 1 zur Aufnahme von Steckkontaktelementen von Mehrfachsteckverbindern MV ausgebildet, die wie angedeutet, an den Busanschlußstellen BA oberhalb der Durchkontaktierungen LD in Querrichtung zu den Leiterbahnen LB angeordnet si^ii,

Mit einer gegenüberliegenden oder auch benachbarten Anordnung der ersten und zweiten Bausteinanschlüsse Al, A2 an den inte-

89 G 1 2 2 8 DE

grierten Bausteinen IB lassen sich sowohl Stich- als auch Verbindungsleitungen SL₁ VL jeweils mit gleichen Längen realisieren, wodurch exakt gleiche Signallaufzeiten auf allen Busleitungen erzielt werden können.

6 Schutzansprüche 2 FIG

Claims

89 G 122 8DE. I I ■ · · · 8 Schutzansprüche

1. Leiterplattenförmiges Busverdrahtungsfeld (BV) mit mehreren Busanschlußstellen (BA) und mit einer Vielzahl von Busleitungen, die jeweils an den BusanschluSstellen (BA) Kontaktieranordnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Busanschlußstellen (BA) Verstärkerschaltungen enthaltende integrierte Bausteine (T¹J) angeordnet sind, bei äei;en für jede Verstärkerschaltung wsnigstens ein erster und zweiter Bausteinanschluß (A1,A2) vorgesehen ist und daß zum Anschluß der Verstärkerschaltungen zwischen den Busleitungen und den ersten Bausteinanschlüssen (Al) Stichleitungen (SL) und zwischen den zweiten Bausteinanschlüssen (A2) und den Kontaktieranordnungen Verbindungsleitungen (VL) angeordnet sind.

2. Leiterplattenförmiges Busverdrahtungsfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Busleitungen zu durchkontaktierungsfreien Leiterbahnen (LB) ausgebildet sind.

3. Leiterplattenförmiges Busverdrahtungsfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stich- und Verbindungsleitungen (SL₁VL) Kontaktierungsflächen (KO) zum Anschluß von zur Oberflächenmontage ausgebildeten integrierten Bausteinen (IB) aufweisen.

4. Leiterplattenförmiges Busverdrahtungsfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei benachbarten Busanschlußstellen (BA) die Busleitungen gleiche Längen aufweisen.

89 6 1 2 2

i · r *

1 5. Leiterplattenförmiges Busverdrahtungsfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktieranordnungen als lochfnrmige Durchkontaktierungen (LD) zur Aufnahme von Steckkontakt-

5 elementen ausgebildet sind.

6. Leiterplattenförmiges ßusverdrahtungsfeld nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Sticnleitungen und/odsr Verbindurigs-10 leitungen (SL_fVL) jeweils gleiche Längen aufweisen.