Unsere Aufgabe und Herausforderung
Terabit Ethernet PCIe-Karte
Consilia wurde beauftragt, ein Layout für diese PCIe-Karte mit 400 Gbit/s zu erstellen. Die Bauteildichte stieß an die physikalischen Grenzen des Herstellungsprozesses.
Das Wärmemanagement stellte aufgrund der hohen Verlustleistung des FPGAs für die Paketverarbeitung eine große Herausforderung dar.
Lösung
Hardwaredesign vom PCB-Konzept bis zur Produktion
Consilia war von Anfang an für das PCB-Design verantwortlich.
Die erste Herausforderung bestand in der Auswahl des richtigen Aufbaus und des Leiterplattenherstellers. Es gibt weltweit nur wenige Hersteller, die über für diese Art von Karte geeignete Materialien verfügen und diese verarbeiten können.
Nach wochenlangem Vergleich verschiedener Materialien und Aufbauten begann das PCB-Layout.
Die Platzierung der Komponenten war ein Input für das Wärmemanagementteam, das mit thermischen Simulationen begann, und von da an arbeiteten das Wärmemanagementteam und das Layoutteam eng zusammen. Die Entwicklungsteams diskutierten die Änderung der Platzierung der einzelnen Komponenten unter dem Gesichtspunkt der Signalintegrität und des Wärmemanagements.
Das Ergebnis ist eine Platine mit 18 Lagen und einer Bauteilabdeckung von über 77% der Platinenfläche.
Nach Fertigstellung der Platine wurde eine DFM-Analyse (Design for Manufacturing) bei dem ausgewählten Montageunternehmen durchgeführt um sicherzustellen, dass die Karten am geplanten Fertigungsort hergestellt und montiert werden können.
Kundennutzen
Schnelle und flexible Paketfilterung
Die Karte kann in P4 programmiert werden - einer für die Übermittlung von Paketen optimierten Hochprogrammiersprache. Die Pakete können in Echtzeit bei voller Geschwindigkeit von 400 Gbit/s geprüft und sofort verworfen werden, wenn sie als schädlich erkannt werden.
Consilia bietet schlüsselfertige Lösungen für Leiterplatten-Layouts jeglicher Komplexität, von 2-lagigen Automobil-Leiterplatten bis hin zu xx-lagigen Hochgeschwindigkeits-Telekommunikationskarten und Backplanes, die an Fertigungsgrenzen stoßen.
Entwicklungsprozess
Hochwertige PCB
Die kritischen Parameter der Leiterplatte sind: 18-Lagen-Leiterplatte, Hochgeschwindigkeits-Differentialpaare, Blind-/Buried- und Stacked-Vias/µvias, Back-Drilling, FPGA-Chip mit 3000 Pins und über 1800 Komponenten auf der Leiterplatte.
Für die Kühlung wurde speziell ein hocheffizienter Kupferprofilkühler für den externen Luftstrom entwickelt, der eine effiziente Kühlung von bis zu 100 A Leistungsaufnahme ermöglicht.
Kunde
Innovativer Hersteller im Bereich Infrastruktur
Unser Kunde betreibt und entwickelt die nationale e-Infrastruktur für Wissenschaft, Forschung und Bildung, die ein Computernetz, Rechnerverbände, Datenspeicherung und ein Umfeld für die Zusammenarbeit umfasst. Der Kunde bietet den angeschlossenen Organisationen eine breite Palette von Dienstleistungen an.
Durchführungszeitraum:
2021
—
Heute
Wir entwarfen die Leiterplatte im Jahr 2021. Derzeit arbeiten wir an einer neuen innovativen Variante.
Gallery
Weitere Lösungen
Seit der Gründung von Consilia im Jahr 2004 haben wir Dutzende von Projekten abgeschlossen und unterstützt.
40+ ENTWICKLER
bereit, Ihnen zu helfen.
Consilia beschäftigt 40+ Entwickler in den Kompetenzbereichen Softwareentwicklung, Softwaretests, Hardwaredesign, RF-Design, FPGA-Design, DSP-Design und PCB-Design.
