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EMBEDDED
54 • NOVEMBRE • 2014
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HARDWARE
SFF
ard-to-I/O perché hanno diverse funzionalità. Le prime sono essenzialmente
dei backplane con caratteristiche custom tali da poter ospitare slot multipli per
allacciare diversi tipi di schede, ma comportano il rischio di limitare la riuti-
lizzabilità dei sistemi. Le seconde coinvolgono tipicamente una gran quantità
di cablaggi che non sempre si può ridurre usando dei mezzanini impilati uno
sopra l’altro. In entrambi i casi si rischia di aumentare il volume di connettori e
cablaggi, accrescendone l’ingombro oltre quello delle schede stesse, e d’altra
parte non si può nemmeno pensare di salvarsi utilizzando cavi e connettori
multifunzione perché vorrebbe dire renderne più complessa la gestione e per-
ciò meno affidabile, oltre che ulteriormente più costosa nel caso delle schede
rugged.
In effetti, queste ultime possono avere requisiti molto diversi se destinate a
una centrale per telecomunicazioni piuttosto che alla locomotrice di un treno
oppure a bordo di un jet militare e qui ricorre l’eterno dilemma della progetta-
zione elettronica perché, come sempre, quanto più si specializza il progetto di
un sistema embedded e tanto più se ne limitano le possibilità applicative men-
tre, viceversa, se si progetta un sistema in modo tale da supportare un’ampia
varietà di interfacce e periferiche, lo si rende inevitabilmente meno efficace
a svolgere funzionalità specifiche. È il progettista che può decidere quante e
quali parti devono essere rugged e custom e quante e quali possono essere di
tipo commerciale, valutando i requisiti che gli vengono richiesti in termini di
dimensioni delle schede, quantità dei cablaggi, previsioni di costo, riutilizzabi-
lità dei sottosistemi, manutenzione e aggiornabilità a livello di sistema.
Integrità dei segnali ad alta velocità
Le nuove interfacce ad alta velocità come PCI Express 3.0 a 8 GTps (Giga
Transfers per second), USB 3.0 a 5 Gbps e SATA a 6 Gbps, e la recente dif-
fusione dei display ad alta definizione stanno rendendo sempre più critico il
progetto delle schede con piccolo fattore di forma SFF. Per garantire l’integri-
tà dei segnali sugli I/O ad alta velocità occorre progettarne accuratamente
le caratteristiche di impedenza, anche quando si sceglie di accorpare due o
più schede attraverso i formati standard più comuni come COM Express e
PC/104.
Intel definisce l’integrità dei segnali come la verifica che tutti i segnali siano
trasferiti correttamente senza interferenze o accoppiamenti fra le forme d’on-
da capaci di degradarne la riconoscibilità o generare inquinamento elettroma-
gnetico, che può danneggiare il sistema che li ospita o i sistemi vicini. In ciò
sono coinvolte tutte le componenti della linea di trasmissione da chip a chip
e quindi, oltre alle interfacce, anche i connettori e i cavi verso i display come
DisplayPort, DVI o HDMI, oggi drasticamente più complessi dei predecessori
Lvds e VGA. Oltre a essere più veloci, questi collegamenti sono anche a bas-
so voltaggio e perciò la minor ampiezza degli impulsi limita la tolleranza sul
riconoscimento dei simboli soprattutto nei convertitori A/D dove il rumore
può deteriorare le forma d’onda specialmente al momento delle transizioni di
livello che ad alta frequenza sono piuttosto ripide. Per migliorare l’integrità
dei segnali e rendere più efficaci e affidabili i sottosistemi di riconoscimento
dei simboli occorre aumentarne la complessità e se si tratta di sistemi rugged
anche il costo. Di nuovo, si deve scegliere se progettare sistemi più specifici e
più efficienti ma meno riutilizzabili oppure più generici ed economici ma con
prestazioni inferiori.
L’impedenza intrinseca del tratto percorso dai segnali ha un ruolo fondamen-
tale, perché dipende dal dimensionamento delle linee di trasmissione, delle