การวิเคราะห์เชิงลึก | ทำไมโมดูลหลักจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ จึงเลือกการเชื่อมต่อแบบ Board-to-Board (B2B)?

ในการออกแบบโมดูลหลัก วิธีการเชื่อมต่อมักถูกมองข้าม แต่เป็นตัวกำหนดเสถียรภาพของโครงสร้าง ความสมบูรณ์ของสัญญาณ และความสามารถในการบำรุงรักษาของทั้งระบบ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โมดูลหลัก บอร์ดพัฒนา และแม้แต่ระบบควบคุมหลักของอุปกรณ์ทั้งหมดจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ได้เริ่มพัฒนาไปสู่การเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ด ทำไมผู้ผลิตจำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ จึงเปลี่ยนไปใช้โซลูชันนี้? มันเหนือกว่าจริงหรือ? วันนี้ เราจะอธิบายทุกอย่างอย่างละเอียดตั้งแต่การออกแบบโครงสร้างไปจนถึงการปฏิบัติในการผลิตจำนวนมากในคราวเดียว

ในระบบ SoC ที่มีการคำนวณสูงและมีความหนาแน่นของอินเทอร์เฟซสูง ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ดได้กลายเป็นโซลูชันที่ต้องการซึ่งสร้างสมดุลระหว่างความสมบูรณ์ของสัญญาณและความน่าเชื่อถือทางกลไก

ด้วย SoCs ประสิทธิภาพสูง เช่น RK3588 และ RK3576 ที่กำลังเป็นกระแสหลัก การส่งสัญญาณโมดูลไปยังตัวพาไม่ใช่ภารกิจ "ไม่กี่สิบสาย" อีกต่อไป—มันเป็นปัญหาช่องสัญญาณความเร็วสูงกว่าร้อยช่อง ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ดให้สัญญาณความเร็วสูง 40–120 พินได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่ยังคงรักษาการควบคุมอิมพีแดนซ์ที่แน่นหนาและประสิทธิภาพความสมบูรณ์ของสัญญาณ (SI) ที่ยอดเยี่ยม

บอร์ดตัวพา LKB3576 ใช้ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ด Panasonic AXK5F80537YG สี่ตัว—80 ตำแหน่ง, ระยะห่าง 0.5 มม.—ยึดด้วยสกรู M2 สี่ตัว

เมื่อเทียบกับรู LCC แบบมีร่องหรือ FPC ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ดให้:
- การสูญเสียสัญญาณน้อยลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ 2–5 Gbps;
- การป้องกัน EMI ที่แข็งแกร่งขึ้นผ่านการแยกพินต่อพินที่มีการต่อสายดินอย่างดี;
- ความคลาดเคลื่อนในการผสมพันธุ์ที่ควบคุมได้—การจัดตำแหน่งพินและซ็อกเก็ตที่แม่นยำภายใน ±0.05 มม.

เมนบอร์ด AI, เกตเวย์อุตสาหกรรม, ชุดหัวรถยนต์ และโฮสต์วิสัยทัศน์ของเครื่องจักร ล้วนทำงานพร้อมกันหลายลิงก์ MIPI, USB 3.0, PCIe และ Gigabit-Ethernet ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ดช่วยรักษาเสถียรภาพและความสม่ำเสมอของสัญญาณความเร็วสูงเหล่านี้ได้ดีกว่าทางเลือกอื่น

ในการตั้งค่ารถยนต์และอุตสาหกรรม การสั่นสะเทือนเป็นเวลานานและการหมุนเวียนความร้อนมักจะทำให้ตัวเชื่อมต่อหลวม สายเคเบิล FPC แบบยืดหยุ่นในสภาพแวดล้อมเหล่านี้มักจะประสบปัญหาการรับ EMI การดริฟท์ของสัญญาณ หรือการสัมผัสเป็นระยะ

ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ด สร้างขึ้นด้วยหมุดโลหะและซ็อกเก็ตแบบกดพอดี ให้ขอบทางกลไกสามด้าน:

- ภูมิคุ้มกันการสั่นสะเทือนสูง: แรงเสียบ 60–80 N ทนต่อแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือนซ้ำๆ
- หน้าสัมผัสเคลือบทอง: รักษาเส้นทางความต้านทานต่ำตลอดหลายพันรอบความร้อน
- การติดตั้งแบบแข็ง: สกรูเสริมและเสาบอกตำแหน่งล็อคคู่ที่ผสมพันธุ์กับแชสซี กำจัดไมโครโมชั่น

สำหรับวิศวกรสายการผลิต จุดเด่นที่สุดของบอร์ดต่อบอร์ดคือการผสมพันธุ์แบบไม่ต้องบัดกรี + นำกลับมาใช้ใหม่ได้
- โมดูลหลักเสียบเข้าและดึงออกในไม่กี่วินาที ไม่จำเป็นต้องใช้การไหลย้อนกลับ
- เมื่อบอร์ดล้มเหลว ให้สลับโมดูลด้านบน—ตัวพาอยู่ในแชสซี
- ลดต้นทุน SMT และต้นทุนการบริการตลอดอายุการใช้งาน
- รอบอุณหภูมิสูงเป็นศูนย์ ดังนั้นจึงไม่มีความเสียหายจากความเครียดจากความร้อน
- อัตราการผลิต/การถอดประกอบเพิ่มขึ้น 3–5*
- หน้าต่างการจัดตำแหน่งที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้สามารถใส่ได้กึ่งอัตโนมัติ ให้อภัยความคลาดเคลื่อนในการจัดการตามปกติ

เนื่องจากอุปกรณ์ฝังตัวผลักดันไปสู่รูปแบบที่เล็กและบางลง ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ดช่วยให้สามารถวางซ้อนในแนวตั้งได้: PCB สองตัววางเกือบจะหันหน้าเข้าหากัน ทำให้ประสิทธิภาพเชิงปริมาตรสูงสุด

- ความหนาของโมดูลลดลงเหลือ 2–6 มม.
- ร่องรอยภายในที่สั้นกว่าให้เส้นทางสัญญาณที่สะอาดกว่า
- ตัวเรือนที่เรียบร้อยขึ้นช่วยให้การกระจายความร้อนและการออกแบบการป้องกันง่ายขึ้น

SoC: RK3576, octa-core 64 บิต (4*A72 + 4*A53), ARM Mali-G52 MC3 GPU, 6 TOPS NPU
ตัวแปลงสัญญาณ: ถอดรหัส 4K60 fps H.264/AVC, ถอดรหัส 8K30 fps หรือ 4K120 fps H.265/HEVC; เข้ารหัส 4K60 fps H.264/H.265
หน่วยความจำ: RAM รองรับ LPDDR4/4X/5, ROM รองรับ eMMC 5.1; ตัวเลือก 4 GB+32 GB, 8 GB+64 GB, 16 GB+128 GB
การสนับสนุนระบบปฏิบัติการ: Android, Ubuntu, Buildroot, Debian, openEuler, Kylin
การเชื่อมต่อ: 80 พินสี่ตัว, ระยะห่าง 0.5 มม., ความสูง 2 มม.; ซ็อกเก็ต AXK5F80537YG, ส่วนหัว AXK6F80347YG, ตัวเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ด Panasonic

การเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ด: ประกอบและบำรุงรักษาง่าย อินเทอร์เฟซระดับอุตสาหกรรมที่หลากหลาย รองรับการขยายหลายประเภท การออกแบบป้องกันการสั่นสะเทือนและป้องกันการรบกวน การทำงานที่เสถียรในระยะยาว เหมาะสำหรับการควบคุมในรถยนต์ เทอร์มินัลการคำนวณขอบ AI และเกตเวย์อัจฉริยะสำหรับอุตสาหกรรม

การเชื่อมต่อแบบบอร์ดต่อบอร์ดกำลังกลายเป็นมาตรฐานใหม่ในการออกแบบฮาร์ดแวร์แบบฝังตัว โดยนำเสนอโซลูชันที่สมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และความสามารถในการบำรุงรักษา