DE2347165C3 - Verdrahtungsanordnung für taktgesteuerte Elektronikgeräte - Google Patents

Description

Die Übertragung von Signalen innerhalb eines elektronischen Gerätes über eine oft sehr große Anzahl von Leitungen hat den unerwünschten Nebeneffekt, daß bei der meist unumgänglichen engen räumlichen Nachbarschaft verschiedener Leitungen Signale von einer Leitung zur anderen z. B. durch Induktionseffekte überkoppelt werden und in manchen Fällen zu Fehlschaltungen, im schlimmsten Falle auch zur Zerstörung eines Bauelements führen können. Die Umgehung dieses Nebeneffekts durch Verwendung stark abgeschirmter Kabel, z. B. Koaxialkabel, ist kostspielig und aufwendig. Bei taktgesteuerten Elektronikgeräten haben diese Übersprecheffekte direkte Auswirkungen auf die Dauer der Taktpausen des Systems und damit auf die Arbeitsgeschwindigkeit des Geräts. Eine Beschreibung dieser Zusammenhänge und einen Vorschlag zur Verdrahtungsanordnung enthält die DE-OS 20 17 075. Hierin werden den Leitungen, die in der gleichen Zeitlage Signale übertragen auf einem Verdrahtungsfeld bestimmte Bahnen zugewiesen.

Außerdem wird dort insofern eine Gruppenbildung durchgeführt, als für eine Verbindungsleitung, die Impulse einer n-ten Zeitlage überträgt, nur jeweils ein räumlich begrenzter Bereich auf dem Verdrahtungsfeld zur Verfügung steht (vgl. schraffierter Bereich von Fig. 3 der DE-OS 20 17 075), wodurch die anderen Veirbindungsleitungen je nach ihrer Nachbarschaft mehr oder weniger beeinflußt werden. Alle Verbindungsleitungen, die Impulse der η-ten Zeitlage übertragen, müssen demnach in diesem Bereich verlaufen. Bei dieser Anordnung ist die Übersprechdämpfung zwischen 2 Leitungen verschiedener Gruppen abhängig vom räumlichen Abstand ihres Verdrahtungsbereiches und damit vom zeitlichen Abstand ihrer Zeitlagen. Leitungen benachbarter Zeitlagen sind deshalb am wenigstens gegen Übersprechen geschützt Innerhalb einer Gruppe

ίο ist ein Übersprechen unschädlich.

Alle Leitungen verlaufen nur senkrecht oder parallel zueinander und definieren damit ein orthogonales Koordinatensystem. Die Erfindung geht aus von einer Verdrahtungsan- Ordnung für taktgesteuerte Elektronikgeräte mit mehreren Schaltkreisketten auf einem Verdrahtungsfeld mit Leitungen, die auf dem Verdrahtungsfeld in einem orthogonalen Koordinatensystem parallel und senkrecht zueinander verlaufen und zu Gruppen

zusammengefaßt sind, innerhalb derer ein Übersprechen unschädlich ist (»Koppelinseln«).

Aufgabe einer Verdrahtungsanordnung nach der Erfindung ist die Vermeidung von Übersprechstörungen zwischen solchen Leitungen, in denen diese Störungen ernsthafte Auswirkungen auf die Funktionstüchtigkeit und die Arbeitsgeschwindigkeit des betreffenden Geräts haben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jeder Gruppe ein eigenes orthogonales Koordinatensystem zugeordnet ist und daß diese orthogonalen Koordinatensysteme gegeneinander um einen bestimmten Winkel verdreht sind, wobei der Betrag dieses Winkels derart gewählt ist, daß Übersprechstörungen zwischen Leitungen, die zu verschiedenen Gruppen gehören, minimalisiert sind.

Dadurch wird erreicht, daß ein Übersprechen von einer Leitung der einen Gruppe zu einer Leitung der anderen Gruppe vermieden wird, die η Leitungsgruppen bilden η »Koppelinseln«, d.h., innerhalb einer

Koppelinsel ist ein Übersprechen möglich, zwischen verschiedenen Koppelinseln aber ausgeschlossen. Es besteht hiermit die Möglichkeit, diejenigen Leitungen, die sich auf keinen Fall gegenseitig beeinflussen dürfen, auf demselben Raum absolut sicher vor Übersprechstö rungen zu verlegen. Dies ist ein Vorteil gegenüber dem in der obenerwähnten DE-OS 20 17 075 vorgeschlagenen Weg, da dort zwar die Übersprechstörungen insgesamt reduziert werden, ein absoluter Schutz gegen derartige Störungen aber nicht gegeben ist.

Eine vorteilhafte Ausbildung der Verdrahtungsanordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Leitungen vorgesehen sind und der Winkel den Wert 45° besitzt. Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung ist die noch einfachere Verlegung der Drähte, die auch von entsprechenden Automaten vorgenommen werden kann, im Gegensatz zur komplizierteren Verdrahtung gemäß der DE-OS 20 17 075, wo genau definierte Bahnen einzuhalten sind. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung einer Ver drahtungsanordnung nach der Erfindung besteht darin, daß zumindest ein Teil der Verbindungsleitungen zwischen den Schaltgliedern der Schaltkreisketten entsprechend der Zeitlage der von ihnen übertragenen Signale innerhalb der Taktpause den beiden Leitungs gruppen zugeordnet werden. Die Zusammenfassung von Leitungen, die Signale jeweils gleicher oder benachbarter Zeitlage übertragen, in den beiden Koppelinseln bewirkt eine Erhöhung der Arbeitsge-

Ii schwindigkeit des Gerätes, weil die Taktpause kürzer

If gewählt werden kann, denn von Leitungen einer

|| späteren Zeitlage, die in einer Koppelinsel zusammen-

I gelegt sind, kann kein Störsignal auf die leitungen der

i früheren Zeitlage in der anderen Koppelinsel übergrei-

g . fen.

F| Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Verdrahtungsan-

l\ Ordnung besteht bei Verwendung in einem zweitaktge-

t\ steuerten Elektronikgerät darin, daß Verbindungsleitun-

i: gen zwischen Schaltgliedern der Schaltkreiskelten

λ entsprechend des Arbeitstaktes der mit ihnen verbundeil nen Schaltglieder den beiden Leitungsgruppen zugeord-

;M net werden. Auch in diesem Fall bewirkt die absolute

Sz Übersprechsicherheii zwischen den beiden Koppelin-

if sein, daß die unterschiedlichen Arbeitstakte keine

Ig Minderung der Betriebssicherheit des Gerätes durch

fi unkontrollierbare Übersprechstörungen verursachen;

dieser Vorteil gewinnt insbesondere an Bedeutung, wenn sowohl taktsynchrone als auch sonstige, asynchrone Signale verarbeitet werden.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden Beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine vereinfachte Schaltungsanordnung eines Teils eines zweitaktversorgten Gerätes,

F i g. 2 das zu der Schaltung der F i g. 1 gehörige Verdrahtungsschema nach der Erfindung.

In F i g. 1 sind vier Schaltkreisketten dargestellt, die jeweils aus einer Eingangskippstufe 1, dazwischenliegenden Schaltgliedern 2—8 und einer Endkippstufe 9 bestehen, die aufgrund eines Taktimpulses die Arbeitssignale auslösen bzw. empfangen. Die Schaltkreisktiten A VBi und A2/B2 arbeiten mit dem Takt Ti, die Schaltkreisketten A 3/ß 3 und A 4IB 4 mit dem Takt T2. Jede Schaltkreiskette besteht aus zwei Teilen A und B, die räumlich voneinander getrennt sind, während jeder Teil z. B. als integrierter, steckbarer Baustein ausgebildet ist Die beiden Teile A und B jeder Schaltkreiskette sind durch Verbindungsleitungen Vl... V 4 miteinander verbunden. Diese Verbindungsleitungen müssen so verlegt sein, daß zwischen Schaltkreisketten mit verschiedenem Takt kein Obersprechen möglich ist; innerhalb der einzelnen Bausteine kann ein Überspre-

] ο chen u. U. erlaubt sein, besonders, wenn es zwischen Abschnitten gleicher Zeitlage erfolgt, dieser Fall ist an den Stellen .Yund ^angedeutet

F i g. 2 zeigt den Verlauf der Verbindungsleitungen Vl... V4 auf dem Verdrahtungsfeld V, auf dem die Bausteine Ai... B 4 die bezeichneten Plätze einnehme« mögen.

Für den Fall /7=2 definieren die Verbindungsleitungen Vl und V2, die die mit dem Takt Ti betriebenen Bausteine verbinden, das Koordinatensystem K1, wogegen die Verbindungsleitungen V3 und V4, die mit dem Takt TT. betriebenen Bausteine verbinden, das Koordinatensytem K 2 auf dem Verdrahtungsfeld V festlegen. Jede dieser beiden Leitungsgruppen bildet eine Koppelinsel, denn ein Übersprechen zwischen zwei Leitungen, die zu verschiedenen Gruppen gehören, ist nicht möglich, da sich solche Leitungen nur in einem Winkel von 45° kreuzen können, niemals aber parallel verlaufen. Zwischen Leitungen der gleichen Gruppe ist ein Übersprechen u. U. möglich, was aber nicht störend ist, falls die diese Leitungen benutzenden Impulse die gleiche oder eine benachbarte Zeitlage besitzen, oder falls die Taktpause entsprechend lang gewählt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verdrahtungsanordnung für taktgesteuerte Elektronikgeräte mit mehreren Schaltkreisketten auf einem Verdrahtungsfeld mit Leitungen, die auf dem Verdrahtungsfeld in einem orthogonalen Koordinatensystem parallel und senkrecht zueinander verlaufen und zu Gruppen zusammengefaßt sind, innerhalb deren ein Übersprechen unschädlich ist (»Koppelinseln«), dadurch gekennzeichnet, daß jeder Gruppe ein eigenes orthogonales Koordinatensystem (z. B. Ki) zugeordnet ist und daß diese othogonalen Koordinatensysteme (z. B. Ki, K 2) gegeneinander um einen bestimmten Winkel (α) verdreht sind, wobei der Betrag dieses Winkels («) derart gewählt ist, daß Übersprechstörungen zwischen Leitungen, die zu verschiedenen Gruppen gehören, minimalisiert sind.

2. Verdrahtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gruppen von Leitungen vorgesehen sind und der Winkel (λ) den Wert 45° besitzt

3. Verdrahtungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Verbindungsleitungen zwischen den Schaltgliedern der Schaltkreisketten entsprechend der Zeitlage der von ihnen übertragenen Signale innerhalb der Taktpause den beiden Leitungsgruppen zugeordnet werden.

4. Verdrahtungsanordnung für ein zweitaktgesteuertes Elektronikgerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsleitungen zwischen Schaltgliedern der Schaltkreisketten entsprechend dem Arbeitstakt (Ti, T2) der mit ihnen verbundenen Schaltglieder den beiden Leitungsgruppen zugeordnet werden.