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Di Raspberry Pi e sbroglio

Pubblicato da Fabio il 26/12/2012 alle 14:04 in "Elettronica".
Il Raspberry Pi è un Single Board Computer dotato di processore con architettura ARM che ha avuto un grandissimo successo, dato il suo costo molto contenuto. La scheda è nata presso i laboratori dell'Università di Cambridge, quindi con un "pedigree" di tutto rispetto.
Guardando una delle fotografie ad alta risoluzione della scheda mi sono saltati subito all'occhio una serie di errori (abbastanza banali) di progettazione del PCB.

Riporto di seguito la foto con gli orrori errori:

Raspberry routing
Raspberry routing (Cliccare sull'immagine per ingrandire)

1) Serpentine sulle piste differenziali
Le piste differenziali sono una coppia di piste che devono viaggiare accoppiate fra loro, ad una distanza precisa e costante per tutto il percorso sulla scheda. Questo è dovuto alla necessità di garantire una ben precisa impedenza caratteristica delle piste.
Realizzare così tante serpentine su una sola delle tracce del differenziale, se da un lato permette di recuperare una differenza di lunghezza fra le piste (si fanno proprio delle serpentine sulla pista più corta per allungarla), rischia di compromettere la geometria delle piste e di alterare l'impedenza caratteristica.

2) Componenti passivi sulle piste differenziali sfalsati
Eventuali componenti passivi devono essere posizionati nello stesso punto del differenziale e non uno prima e uno dopo perché su di esso transitano segnali ad alta frequenza.
Inoltre, un piazzamento del genere causa deleterie variazioni nella distanza tra le tracce.

3) Stub sulle piste differenziali
Anche in questo caso i componenti passivi sono malamente piazzati e creano una "T" sulla pista del differenziale, questa "T" più correttamente chiamata "stub" (termine che deriva dalla teoria delle linee di trasmissione) causa un deterioramento del segnale che transita sulle piste del PCB. Invece, sui due componenti superiori il tratto del differenziale si allarga oltremodo.

Cosa causano tutti questi errori? Semplicemente deteriorano la qualità del segnale presente sulle piste, la cosiddetta "integrità del segnale". Dato che il percorso del segnale è molto breve probabilmente l'effetto negativo non è evidente, ma gli errori sono veramente banali e sarebbe stato molto facile evitarli.

Ah! La signal (dis)integrity...
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