In den 80er Jahren etablierte sich der VME-Bus als der meist verbreitete Industriebus
mit Hunderten von Herstellern.
Trotz zahlreicher neuer Bussysteme, die den schnellen Fortschritt in der Chip-Technologie
nutzen, bietet der VME-Bus durch seine Fülle von Standardsystemen im Hinblick
auf Robustheit und Zuverlässigkeit dem Anwender entscheidende Vorteile.
Dies gilt besonders für den Echtzeitbetrieb,
wo laufend unvorhersehbare Ereignisse
zu bewältigen sind und das fein abgestufte Programmunterbrechungskonzept
und die variable Prioritätensteuerung stets Ordnung schaffen.
Mit der stetigen Leistungsentwicklung hat schließlich auch der bis heute
bewährte dreireihige DIN 41 612 Steckverbinder seinen Grenzbereich erreicht,
so dass eine Erweiterung des VMEStandards notwendig wurde.
Bei der Erweiterung der VME-Architektur auf 64 Bit und Datenraten von
160 Mbyte/s (VME 64x) spielte HARTING mit der Entwicklung des neuen rückwärtskompatiblen
Steckverbinders har-bus®
64mit 160 Kontakten eine
Schlüsselrolle.
Für das optimale Design wurden im HARTING EMV-Zentrum umfassende SPICE-basierte
Computersimulationen durchgeführt, die später durch Signalintegritäts-Messungen
am realen Steckverbinder verifiziert wurden.
Hochpräziser Slot-Aufbau mit VME-Pinning zur Charakterisierung des Steckverbinders.
Systembeschreibung
Rückwärtskompatibilität
Das Design der har-bus®
64 Federleiste erlaubt es, fünfreihige
und auch dreireihige Standard- Messerleisten aufzunehmen. Fünfreihige
Messerleisten können ebenfalls auf dreireihige Federleisten gesteckt werden.
Diese Art von Rückwärtskompatibilität gestattet
dem Anwender den sukzessiven Einstieg
in die gehobene Leistungsklasse bei gleichzeitiger Verwendung der vorhandenen
Tochterkarten auf technisch weniger anspruchsvollen Steckplätzen.
Damit ergibt sich bei allen Bussystemen, deren
dreireihiger C96-Steckverbinder technisch
nicht mehr ausreicht, die Möglichkeit, das System mit vorhandenen und
bewährten Systemkomponenten den neuesten Anforderungen anzupassen.
Not only VMEbus, but also existing proprietary bus systems for which
3 row 96 pin connectors are no longer performance sufficient,
har-bus® 64 provides the opportunity to adapt the system economically
without a complete redesign to a new bus architecture.
har-bus®
64 - fünfreihig – 160 polig
Die zwei zusätzlichen Kontaktreihen des har-bus®
64bieten gegenüber dem
DIN 41 612, Bauform C, Steckverbinder dem VME-Anwender folgende Vorteile:
Zusätzliche
Steckverbinderkontakte für I/O- oder zukünftige Funktionen
Zusätzliche
Spannungen 3,3 V und 48 V
Geographische
Adressierung, d.h. der Bus erkennt, welche Karte gesteckt ist und konfiguriert
sich eigenständig. „Plug & Play“
Verbesserte
Signal/Massekonfigurationen und damit gesicherte Signalübertragungsraten
bis zu 320 MByte/s
Live
Insertion, d.h. Stecken von Karten bei laufendem Betrieb
Freie
Pins für Prüf- und Wartungsbusse
Der Vorteil des har-bus®
64 im Detail
Die frei zur Verfügung stehenden Außenkontakte können je nach Anwendungsfall
für bestimmte Funktionen, insbesondere für weitere I/O-Verbindungen
genutzt werden oder bei optimaler Konfiguration als Masseschirm dem VME
Bus Übertragungsraten bis 320 MByte/s
sichern.
Die elektrische Belegung der einzeln angeordneten Außenkontakte erlaubt
eine applikationsspezifische partielle
Abschirmung.
Vier voreilende
Kontakte (1,5 mm) dienen während des Steckvorgangs dazu, die Logik
der Sende-/Empfängereinheit in einen definierten Zustand zu setzen. Die
Baugruppen können während des Betriebes
gesteckt werden. „Live Insertion“.
Die Anschlussstifte der Federleisten sind
in bewährter lötfreier Einpresstechnik
ausgeführt.
Das Einpressen kann einfach und wirtschaftlich über einen Flachstempel
erfolgen.
Der Isolierkörperformstoff ist aus LCP,
inhärent flammwidrig nach UL 94-V0 und damit absolut
umweltfreundlich.
Durch die hohe Wärmeformstabilität von LCP kann der Steckverbinder typische
Reflow-Lötprozesse passieren. „SMC“
Partiell vergoldete Anschlussstifte mit präzise
gerundeten Spitzen ermöglichen den Einsatz von rückwärtigen
Übergabesteckern.
har-bus®
64Systembeschreibung
Systembeschreibung
har-bus® 64 mit Schaltfunktion
Als
typischer Multiprozessorbus muss
der VME Bus kontinuierlich prioritätengerecht die Aufgaben an die unterschiedlichen
Prozessorkarten verteilen.
Dieses erfolgt durch die
bekannten Daisy Chain-Leitungen.
Das VME Protokoll fordert
5 Daisy Chains auf
Position 1 einer jeden Backplane.
Alle hier anstehenden
Signale laufen per
Definition durch sämtliche Tochterkarten, weshalb an unbeschalteten Eingängen
die Signale gebrückt werden müssen.
Mögliche Überbrückungs-Varianten:
1. Es werden in die unbesetzten Steckplätze so genannte Dummykarten
gesteckt, die das Überbrücken der Daisy Chain Leitungen übernehmen.
2. Eine Überbrückung kann auch durch das manuelle Stecken von 5 Jumpern
auf der Backplane erfolgen.
3. Durch zusätzlich auf der Busplatine angebrachte IC´s mit integrierten
ODER-Gattern kann ein automatisches Daisy Chaining realisiert werden.
4. Der fünfreihige har-bus®
64 Steckverbinder mit Schaltfunktion ermöglicht ein automatisches
Überbrücken der Daisy Chain Leitungen. Durch integrierte Schaltelemente
auf den Positionen a21-22, b4-5, b6-7, b8-9 und b10-11 werden die Signale
bei nicht gesteckter Tochterkarte gebrückt. Die Schaltelemente öffnen
sich automatisch beim Stecken der Tochterkarte, so dass diese das Daisy
Chaining übernehmen kann.
Vorteile:
Passive Backplane; keine aktiven Elemente auf
der Leiterplatte
Kein
zusätzlicher Platzbedarf, da Schaltfunktion im Steckverbinder integriert
ist
Keine
Jumper auf der Backplane
Bedienungsfreundlich
bei Wartung und Reparatur
Automatisches
Daisy Chaining durch Stecken und Ziehen der Tochterkarte
Hoher
MTBF-Wert
Kein
zusätzliches, manuelles Überbrücken notwendig
Flashgold
Übergabebereich: selektiv vergoldet analog
Anforderungsstufe des Kontaktbereiches
Derating-Diagramm
Die Strombelastbarkeit eines Steckverbinders
wird durch die thermische Belastbarkeit der Werkstoffe der Kontaktelemente
einschließlich Anschlüsse und der Isolierteile begrenzt. Die Derating-Kurve
gilt daher für Ströme, die dauernd, nicht intermittierend, durch jedes
Kontaktelement der Steckverbindung gleichzeitig fließen dürfen, ohne dass
die obere zulässige Grenztemperatur überschritten wird.
Mess- und Prüfverfahren nach DIN IEC 60512
Bei selektiver Bestückung können höhere
Ströme übertragen werden. Die Anforderungen nach VITA 1.7 werden erfüllt.
har-bus®
64 mit Schaltfunktionen
Abweichende technische Kennwerte für die Schaltelemente.
