在当今世界，人们不断需要电子产品变得更快、更便宜和更小。

它遵循晶体管的摩尔定律：计算的速度和能力每两年翻一番，这主要是由于硅芯片密度的增加。这种期望在系统层面也是相似的。传感、成像、运动控制、通信和电源管理都是系统级方面，包含模块、电路板和电源之间的互连。除了处理之外，这些系统级互连还必须变得更密集、更紧凑，以降低整个系统的占用空间。

系统级互连的设计注意事项

以下是在设计中选择连接器的典型注意事项的简要说明：

  • 尺寸——对于空间受限的应用，设计人员必须真正评估整个系统的占地面积，并根据连接器入口、PCB 上的位置和高度限制以及任何其他尺寸限制确定什么最适合互连。
  • 易于使用——对于需要维修、持续使用或流线型组装的应用，互连应该是一个快速简单的过程，以最大限度地减少生产车间的时间，同时减少集成过程中出错的机会。
  • 信号性能——所有应用在性能要求方面都不同，但对于互连，主要考虑因素通常是速度、环境敏感性（如 EMC/EMI 或环境温度）、电流额定值（不要忘记降低连接的额定值！），以及任何特殊的监管要求。
  • 采购——鉴于当前的采购环境和电子元件在全球范围内的短缺，确定知名品牌和一系列具有全球影响力的联系通常有助于战略采购，并最大限度地减少对生产和研发工作的影响。请牢记连接器的生命周期，并寻找在设计中二次采购某些部件的方法。
  • 品牌或系列重复使用——有时为特定功能选择非常具体的连接器或品牌会给设计增加很多不必要的文档。通常最好选择一个品牌或系列并尽可能多地使用该系列。在 PCB 设计中标准化连接器品牌和系列有助于最大限度地减少组装和相关布线的工具要求，通过在多个设计中利用类似的连接器来简化研发零件库存和设计文件，并随着时间的推移建立品牌的熟悉度和信任度。
  • 供应商支持——大多数设计人员相当依赖供应商提供的易于理解的良好文档/图纸，以及随附的 3D 模型和易于浏览相关部件的网站。此外，应用工程支持的快速彻底跟进对于确保设计成功至关重要。 

 

紧凑型系统设计

尽管这些考虑因素中的大多数推动了互连的选择，但尺寸是当今气候的主要因素之一，并且在不断进步，尽管试图跟上硅小型化的步伐。更高的处理器 I/O 数量可能会导致更多基于系统的互连和外围设备。随着系统不断变得更密集和更紧凑，连接的整体大小可以成为一种平衡行为。设计师必须权衡很多事情，例如：

  • 引脚间距和满足爬电/间隙规则
  • 绝缘材料
  • 连接器降额用于更高电流的应用
  • 避免连接器引脚之间的串扰
  • 考虑高速系统中的阻抗
  • 表面贴装与通孔（机械强度和可靠性）
  • 一般机械约束（例如电路板堆叠和附近的组件）
  • 电缆管理和入口路径、弯曲半径和应力消除
  • 总体可用性，例如插配力和可访问性

尽管应用程序的要求可能千差万别，但针对高密度系统的设计通常需要在电气和机械领域的设计过程中密切关注。在开发过程中来回交换文件，在制造过程中考虑系统级组装，在服务或一般使用过程中考虑可用性，满足监管标准，并在设计时留有足够的余量（公差叠加、降低更高引脚​​数下的最大连续引脚电流）连接器、EMI 保护以及在 PCB 布局期间遵循最佳实践）都有助于优化系统在互连方面的密度。此外，具有扩展的 3D 设计功能和可视化功能的更高质量的 CAD 软件有助于减少紧凑型设计的每次迭代出错的机会。

连接器支持许多混合信号进行互连的应用。例如：

  • 医用器材
  • 测试设备
  • 可穿戴技术
  • 自动门
  • 无人机
  • 照明设备
  • 传感器技术
  • 机器人技术

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