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Toutes les caractéristiques techniques du projet de PCB récompensé par le dernier Technology Leadership Award

on 21 décembre 2017

Altice LabsL’entreprise portugaise Altice Labs a remporté le dernier Technology Leadership Award, le prix le plus prestigieux dans le domaine de la conception PCB, Mentor décerné aux meilleurs concepteurs dans l’élaboration de méthodes et d’outils innovants, capables de répondre aux défis impliqués par l’actuelle complexité des PCB et d’aboutir à des produits électroniques de premier plan.

Il s’agit d’une switching matrix card (carte de matrice de commutation) en mesure de transférer 1.6Tbps sur un système muni de 10 slots interconnectés avec des liaisons à 25Gbs, à travers un fond de panier pour différentes technologies : 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).

Caractéristiques du projet

La carte a des caractéristiques uniques, car il n’existe aucune autre solution au monde qui utilise deux gestionnaires de trafic sur une même carte en si peu d’espace. Pour vous donner une idée, les cartes de démo des producteurs de puces n’utilisent qu’un CI dans le double d’espace de PCB avec le même nombre de couches. On compte plus de 20 blocs d’alimentation différents, qui ont ensuite été divisés en 100 autres. Tout cela demandait à être routé avec les plans et dans des couches spécifiques. Les délais requis pour la réalisation, du schéma au PCB assemblé, étaient de 3 mois.

La carte devait fonctionner et surmonter les tests à la première tentative, malgré les nombreuses contraintes, comme l’utilisation de matériaux à bas coût et donc une perte diélectrique importante, une carte de 28 couches, qui est la consommation maximum autorisée pour les CI 350 W. La RAM DDR4 demande une consommation moindre que celle de la DDR3. Pour plus de détails, veuillez consulter la fiche technique.

Défis de conception

Les vérifications de projet suivantes ont été effectuées : analyse d’intégrité de signal, analyse d’intégrité de puissance, analyse thermique, simulation numérique, test environnemental / EMC, analyse des vibrations.

La simulation des 32 mémoires DDR4 a tenu compte de la longueur des paquets, permettant aux concepteurs d’effectuer des changements rapides dans le routage et d’être sûrs qu’ils auraient fonctionné à la première tentative à des vitesses très élevées.

La carte a besoin de 200A rien que pour l’âme dans 2 BGA, sans compter les autres puces, rendant la conception particulièrement ardue si l’on considère les restrictions en termes d’alimentation de l’ensemble du système. La DDR4 a été préférée à la DDR3 justement en raison de sa moindre consommation énergétique. Toute cette puissance entraîne une chute de tension dans les plans qui demandait à être maîtrisée.

De plus, la carte émettait plus de 300W de chaleur, nécessitant l’insertion d’un ventilateur pour dissiper la chaleur des puces, notamment dans les cas où la température ambiante dépasse les 35°C.

Outils utilisés

Concernant les outils logiciels, l’équipe a fait appel au flot Xpedition, dans le cadre duquel ont également été utilisés : Hyperlynx SI, Flotherm XT, Design Capture, Autocad, Inventor.

L’équipe était composée de : Alfonso F. (Conception schématique) ; Carlos Monica (Topologie) ; Victor Soares (création des composants et gestion) ; Luiz Tavares (simulation mécanique et thermique).

Fiche technique du projet

En renseignant l’adresse email dans le champ ci-contre, vous pourrez télécharger la fiche technique détaillée du projet.

Topologie du PCB

(cliquez ici pour agrandir)

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