DE4032370A1 - Schaltungsanordnung mit wenigstens zwei identischen, integrierten schaltungen oder schaltungsmodulen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit wenigstens zwei identischen, integrierten Schaltun­ gen oder Schaltungsmodulen, die auf verschiedenen Seiten einer Platine, um eine Symmetrieachse gedreht, gegenüber­ liegend angebracht sind.

Platinen werden zur optimalen Platzausnutzung und zur Kostenersparnis häufig doppelseitig bestückt. Werden da­ bei identische integrierte Schaltungen oder identische Schaltungsmodule auf beiden Seiten der Platine gegenüber­ liegend angebracht, führen von beiden integrierten Schal­ tungen Verbindungsleitungen zu einem anderen System, z. B. Bauelement oder Bussystem. Unter Schaltungsmodulen sind beispielsweise Hybridschaltungen, Dickschichtschal­ tungen usw. zu verstehen. Die integrierten Schaltungen oder Schaltungsmodule sind in der Regel in quaderförmigen Gehäusen eingebaut. Hierbei ist ein Gehäuse bezüglich ei­ ner Symmetrieachse des Gehäuses gedreht. Bei dem quader­ förmigen Gehäuse liegen die Gehäuseanschlüsse an der längeren, senkrecht zur Platine angebrachten Seite der integrierten Schaltung. Die Gehäuseanschlüsse sind gleichmäßig an einer Längsseite verteilt. Die Symmetrie­ achse liegt dabei parallel zu den Längsseiten und weist den gleichen Abstand zu beiden Längsseiten auf. Durch die Drehung eines Gehäuses um die Symmetrieachse sind die aufeinanderliegenden Gehäuseanschlüsse der integrierten Schaltungen nicht gleich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schal­ tungsanordnung zu schaffen, die mit geringem Verdrah­ tungsaufwand zu realisieren ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen Schal­ tungsanschlüssen und Gehäuseanschlüssen mindestens einer integrierten Schaltung oder eines Schaltungsmoduls Kautz-Zellen angeordnet sind, daß die Kautz-Zellen zur Vertauschung der Verbindungen der Schaltungsanschlüsse mit den sich bezüglich der Symmetrieachse gegenüberlie­ genden Gehäuseanschlüssen vorgesehen sind, daß die Gehäu­ seanschlüsse der integrierten Schaltungen oder der Schal­ tungsmodule sich deckungsgleich gegenüberliegen und mit­ tels einer Kontaktierung durch die Platine direkt mitein­ ander verbunden sind und daß durch Steuerung der Kautz- Zellen die gleichen Schaltungsanschlüsse der gegenüber­ liegenden integrierten Schaltungen oder der gegenüberlie­ genden Schaltungsmodule über die Gehäuseanschlüsse mit­ einander verbunden sind.

Eine integrierte Schaltung oder ein Schaltungsmodul ent­ hält in der Regel ein Halbleiterplättchen, welches sich in einem Gehäuse befindet. Die Schaltungsanschlüsse des Halbleiterplättchens sind mit Gehäuseanschlüssen gekop­ pelt. Erfindungsgemäß ist zwischen Schaltungsanschlüssen und Gehäuseanschlüssen eine Kautz-Zelle angeordnet. Diese kann auf dem Halbleiterplättchen angebracht sein und Be­ standteil der integrierten Schaltung oder eines Schal­ tungsmoduls sein. Eine Kautz-Zelle verbindet jeweils zwei Schaltungs- und zwei Gehäuseanschlüsse miteinander. Durch geeignete Steuerbefehle kann jeweils ein Schaltungsan­ schluß mit jeweils einem beliebig wählbaren Gehäusean­ schluß verbunden werden (gekreuzte oder ungekreuzte Stellung). Kautz-Zellen sind beispielsweise auf Seite 115 in der Veröffentlichung "Classification Categories and Historical Development of Circuit Switching Topologies" von George Broomell und J. Robert Heath, ACM Computing Surveys, Vol. 15, No. 2, Juni 1983, Seiten 95 bis 133 be­ schrieben.

Jeweils zwei Schaltungsanschlüsse einer integrierten Schaltung oder eines Schaltungsmoduls sind mit zwei Ein­ gangsanschlüssen einer Kautz-Zelle verbunden, deren Aus­ gangsanschlüsse an zwei Gehäuseanschlüsse angeschlossen sind. Hierbei werden solche Gehäuseanschlüsse mit den Ausgangsanschlüssen der Kautz-Zelle verbunden, die sich bezüglich der Symmetrieachse gegenüberliegen. Die Kautz- Zellen können in beiden gegenüberliegenden integrierten Schaltungen bzw. gegenüberliegenden Schaltungsmodulen oder nur in einer integrierten Schaltung bzw. einem Schaltungsmodul angeordnet sein. Falls nur eine inte­ grierte Schaltung oder ein Schaltungsmodul Kautz-Zellen beinhaltet, weist die andere integrierte Schaltung bzw. das andere Schaltungsmodul zwischen den Schaltungsan­ schlüssen und den Gehäuseanschlüssen feste Verbindungen auf. Beispielsweise ist in einer integrierten Schaltung ohne Kautz-Zellen ein Schaltungsanschluß a mit einem Ge­ häuseanschluß c und ein Schaltungsanschluß b mit einem Anschluß d verbunden, der dem Schaltungsanschluß c bezüg­ lich der Symmetrieachse gegenüberliegt. In der integrier­ ten Schaltung mit den Kautz-Zellen verbindet eine Kautz- Zelle den Schaltungsanschluß a mit dem Gehäuseanschluß d und den Schaltungsanschluß b mit dem Gehäuseanschluß c. Die Kautz-Zellen weisen also eine gekreuzte Schaltstel­ lung auf. Dem Gehäuseanschluß c der integrierten Schal­ tung ohne Kautz-Zellen liegt der Gehäuseanschluß d der integrierten Schaltung mit Kautz-Zellen deckungsgleich gegenüber. Beide Gehäuseanschlüsse sind mit den jeweili­ gen Schaltungsanschlüssen a der integrierten Schaltung verbunden. Dem Gehäuseanschluß d der integrierten Schal­ tung ohne Kautz-Zellen liegt der Gehäuseanschluß c der integrierten Schaltung mit Kautz-Zellen deckungsgleich gegenüber. Beide Gehäuseanschlüsse sind mit den jeweili­ gen Schaltungsanschlüssen d der integrierten Schaltungen verbunden. Es sind also die gleichen Schaltungsanschlüsse der gegenüberliegenden integrierten Schaltungen über die Gehäuseanschlüsse miteinander verbunden.

Die sich gegenüberliegenden Gehäuseanschlüsse werden ge­ meinsam kontaktiert und durch die Platine über Platinen­ durchbohrungen direkt miteinander verbunden. Es werden durch diese Maßnahmen nur noch auf einer Platinenseite Verbindungsleitungen zu anderen Bauelementen oder einem Bussystem benötigt. Das Layout der Platine kann daher vereinfacht werden, weil ein Teil der ohne die erfin­ dungsgemäßen Maßnahmen benötigten Verdrahtung wegfällt.

Wenn beide gegenüberliegenden integrierten Schaltungen oder Schaltungsmodule Kautz-Zellen enthalten, können die­ se unterschiedlich gesteuert sein. Beispielsweise kann eine Kautz-Zelle eine erste Schaltstellung (gekreuzt) aufweisen und die danebenliegende in der gleichen inte­ grierten Schaltung oder in dem gleichen Schaltungsmodul befindliche Kautz-Zelle eine zweite Schaltstellung (unge­ kreuzt) aufweisen. Um die Steuerung der Kautz-Zellen zu vereinfachen ist daher vorgesehen, daß die Kautz-Zellen einer integrierten Schaltung oder eines Schaltungsmoduls in einer ersten Schaltstellung und die Kautz-Zellen der gegenüberliegenden integrierten Schaltung oder des gegen­ überliegenden Schaltungsmoduls in einer zweiten Schalt­ stellung sind. Hierbei können alle Kautz-Zellen einer integrierten Schaltung oder eines Schaltungsmoduls durch ein erstes an Steuereingängen liegendes binäres Signal und alle Kautz-Zellen der gegenüberliegenden integrierten Schaltung oder des gegenüberliegenden Schaltungsmoduls durch ein zweites an Steuereingängen liegendes binäres Signal gesteuert werden. Zur Einsparung von Schaltelemen­ ten kann noch vorgesehen werden, daß die Steuereingänge einer integrierten Schaltung oder eines Schaltungsmoduls über auf der Platine angebrachte Steuerverbindungslei­ tungen mit einer Betriebsspannungsquelle und die Steuer­ eingänge der gegenüberliegenden integrierten Schaltung oder des gegenüberliegenden Schaltungsmoduls über auf der Platine angebrachte weitere Steuerverbindungsleitungen mit Masse verbunden sind.

Sind die integrierten Schaltungen Speicherschaltungen, so können diese mit Hilfe eines Bussystems verwaltet und ge­ steuert werden. Hierbei ist vorgesehen, daß von den Ge­ häuseanschlüssen gegenüberliegender integrierter Schal­ tungen (Speicherschaltungen) Verbindungsleitungen auf ei­ ner Platinenebene zu einem Bussystem verlaufen.

Einfach lassen sich die integrierten Schaltungen auf der Platine aufbauen, wenn diese als SMD-Bauelemente reali­ siert sind.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an­ hand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Kautz-Zellen,

Fig. 2 eine integrierte Schaltung mit Kautz-Zellen,

Fig. 3 auf einer Platine auf verschiedenen Seiten gegen­ überliegend angeordnete integrierte Schaltungen mit Kautz-Zellen in ausgezogener Darstellung und

Fig. 4 auf einer Platine auf verschiedenen Seiten gegen­ überliegend angeordnete integrierte Schaltungen mit Kautz-Zellen.

In Fig. 1 sind Kautz-Zellen dargestellt, die bei der Er­ findung zur Anwendung gelangen. Eine Kautz-Zelle ist ein Zweitorelement, das zwei Eingangsanschlüsse wechselweise mit zwei Ausgangsanschlüssen verbindet. In Fig. 1a ist die Kautz-Zelle in gekreuzter Stellung (erste Schalt­ stellung) dargestellt. In dieser Schaltstellung ist der Eingangsanschluß a mit dem Ausgangsanschluß B und der Eingangsanschluß b mit dem Ausgangsanschluß A verbunden. In der Fig. 1b ist die Kautz-Zelle in ungekreuzter Schaltstellung (zweite Schaltstellung) dargestellt. Hier­ bei ist der Eingangsanschluß a mit dem Ausgangsanschluß A und der Eingangsanschluß b mit dem Ausgangsanschluß B verbunden. Die Kautz-Zelle wird in Abhängigkeit von einem binären Signal gesteuert, das einem Steuereingang zuge­ führt wird. Beispielsweise ist bei einem binären Signal in einem hohen Zustand ("1") die Kautz-Zelle in einem er­ sten Schaltungszustand und bei einem binären Signal in einem niedrigen Zustand ("0") in einem zweiten Schaltzu­ stand. In Fig. 1c ist das Symbol für die Kautz-Zelle auf­ geführt.

In Fig. 2 ist ein quaderförmiges SMD-Bauelement 1 darge­ stellt, das eine integrierte Schaltung und vier Kautz- Zellen 2a bis d enthält. An den Längsseiten 3 und 4 des quaderförmigen SMD-Bauelementes sind jeweils vier Gehäu­ seanschlüsse 5a bis d und 6a bis d gleichmäßig verteilt. Die Gehäuseanschlüsse 5a bis d bzw. 6a bis d weisen je­ weils untereinander den gleichen Abstand auf. Die inte­ grierte Schaltung, die auf einem nicht näher darge­ stellten Halbleiterplättchen aufgebaut ist, weist acht Schaltungsanschlüsse 7a bis d und 8a bis d auf, die mit den Kautz-Zellen 2a bis d verbunden sind. Die Schaltungs­ anschlüsse 7a und 8a der integrierten Schaltung sind mit der Kautz-Zelle 2a, die Schaltungsanschlüsse 7b und 8b sind mit der Kautz-Zelle 2b, die Schaltungsanschlüsse 7c und 8c sind mit der Kautz-Zelle 2c und die Schaltungsan­ schlüsse 7d und 8d sind mit der Kautz-Zelle 2d verbun­ den. Die Kautz-Zelle 2a kann eine Verbindung zwischen dem Schaltungsanschluß 7a und den Gehäuseanschlüssen 5a oder 6a und zwischen dem Schaltungsanschluß 8a und den Gehäuseanschlüssen 6a oder 5a herstellen. Die anderen Kautz-Zellen 2b bis d können analoge Verbindungen zwi­ schen den Schaltungsanschlüssen 7b bis 7d bzw. 8b bis d mit den Gehäuseanschlüssen 5b bis d bzw. 6b bis d reali­ sieren. Des weiteren ist in der Fig. 2 noch eine ge­ strichelt gezeichnete Symmetrieachse 9 dargestellt, die parallel zu den beiden Längsseiten 3 und 4 verläuft und jeweils den gleichen Abstand von den Längsseiten 3 und 4 aufweist. Es sei noch erwahnt, daß die Kautz-Zellen 2a bis d Bestandteil der integrierten Schaltung sein können, d. h. im Halbleiterplättchen integriert sein können.

Die Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung mit zwei iden­ tischen, integrierten Schaltungen 10 und 11. In Fig. 3 ist dabei eine ausgezogene Darstellungsweise gewählt. Die gestrichelte Linie 12, die zwischen den beiden integrier­ ten Schaltungen 10 und 11 in Fig. 3 dargestellt ist, soll andeuten, daß die integrierte Schaltung 10 auf einer er­ sten Seite der Platine aufgebracht ist und die integrier­ te Schaltung 11 auf der zweiten Seite der Platine jedoch in einer Sichtweise durch die Platine. Die integrierten Schaltungen 10 und 11 sind als SMD-Bauelemente in quader­ förmigen Gehäusen untergebracht. Sie weisen jeweils sechs Gehäuseanschlüsse 13a bis c und 14a bis c und sechs Schaltungsanschlüsse 15a bis c und 16a bis c auf. Die Schaltungsanschlüsse 15a und 16a sind jeweils mit einer Kautz-Zelle 17a, die Schaltungsanschlüsse 15b und 16b je­ weils mit einer Kautz-Zelle 17b und die Schaltungsan­ schlüsse 15c und 16c mit einer Kautz-Zelle 17c verbun­ den. Die Gehäuseanschlüsse 13a und 14a sind jeweils mit der Kautz-Zelle 17a, die Gehäuseanschlüsse 13b und 14b jeweils mit der Kautz-Zelle 17b und die Gehäusean­ schlüsse 13c und 14c jeweils mit der Kautz-Zelle 17c ver­ bunden. Die Symmetrieachse 18 der integrierten Schal­ tung 10 und die Symmetrieachse 19 der integrierten Schal­ tung 11 sind in gleichem Abstand von den beiden Längssei­ ten 20 und 21 bzw. 25 und 26 der integrierten Schal­ tung 10 und 11 entfernt.

Durch Drehung um die Symmetrieachse 19 der integrierten Schaltung 11 und der gegenüberliegenden deckungsgleichen Plazierung der beiden integrierten Schaltungen 10 und 11, liegen sich die Gehäuseanschlüsse 13a bis 13c der inte­ grierten Schaltung 10 und die Gehäuseanschlüsse 14a bis 14c der integrierten Schaltung 11 direkt gegenüber. Des weiteren liegen sich die Gehäuseanschlüsse 14a bis 14c der integrierten Schaltung 10 und die Gehäusean­ schlüsse 13a bis 13c der integrierten Schaltung 11 eben­ falls direkt gegenüber. Über Platinendurchbohrungen und Kontaktierungen sind jeweils die Gehäuseanschlüsse 13a bis 13c der integrierten Schaltung 10 und die Gehäusean­ schlüsse 14a bis 14c der integrierten Schaltung 11 ver­ bunden. Ebenfalls sind über Platinendurchbohrungen und Kontaktierungen jeweils die Gehäuseanschlüsse 14a bis c der integrierten Schaltung 10 und die Gehäusean­ schlüsse 13a bis c der integrierten Schaltung 11 verbun­ den.

Die Kautz-Zellen 17a bis c der integrierten Schaltung 10 weisen eine erste Schaltstellung auf. Beispielsweise ist der Ausgangsanschluß 16a mit dem Gehäuseanschluß 13a und der Ausgangsanschluß 15a mit dem Gehäuseanschluß 14a ver­ bunden. Die Kautz-Zellen 17a bis c der integrierten Schaltung 11 weisen eine zweite Schaltstellung auf. Bei­ spielsweise ist der Ausgangsanschluß 15a mit dem Gehäuse­ anschluß 13a und der Ausgangsanschluß 16a mit dem Ge­ häuseanschluß 14a der integrierten Schaltung 11 verbun­ den. Hierdurch wird bewirkt, daß die gleichen Ausgangsan­ schlüsse der integrierten Schaltungen 10 und 11 über un­ terschiedliche Gehäuseanschlüsse miteinander verbunden sind. Beispielsweise ist der Ausgangsanschluß 15a durch Verbindung mit dem Ausgangsanschluß 13a der integrierten Schaltung 11 mit dem Ausgangsanschluß 15a über den Ge­ häuseanschluß 14a der integrierten Schaltung 10 verbun­ den. Die Steuereingänge der Kautz-Zellen 17a bis c der integrierten Schaltung 10 sind über Steuerverbindungslei­ tungen, die auf der Platine angebracht sind, mit einer Betriebsspannungsquelle und die Steuereingänge der Kautz-Zellen 17a bis c der integrierten Schaltung 11 sind über weitere Steuerverbindungsleitungen mit Masse verbun­ den. Die Steuerverbindungsleitungen sind aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Fig. 3 und 4 nicht näher darge­ stellt.

Von den jeweiligen Gehäuseanschlüssen 13a bis c und 14a bis c führen Verbindungsleitungen 23a bis f auf einer Platinenebene zu den Verbindungsleitungen 24a bis f eines Bussystems.

Claims (6)

1. Schaltungsanordnung mit wenigstens zwei identischen, integrierten Schaltungen (10, 11) oder Schaltungsmodulen, die auf verschiedenen Seiten einer Platine, um eine Sym­ metrieachse (18, 19) gedreht, gegenüberliegend angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schaltungsanschlüssen (15a bis c, 16a bis c) und Gehäuseanschlüssen (13a bis c, 14a bis c) mindestens einer integrierten Schaltung (10, 11) oder eines Schal­ tungsmoduls Kautz-Zellen (17a bis c) angeordnet sind, daß die Kautz-Zellen zur Vertauschung der Verbindungen der Schaltungsanschlüsse mit den sich bezüglich der Symme­ trieachse (18, 19) gegenüberliegenden Gehäuseanschlüssen vorgesehen sind, daß die Gehäuseanschlüsse der integrier­ ten Schaltungen oder der Schaltungsmodule sich deckungs­ gleich gegenüberliegen und mittels einer Kontaktierung durch die Platine direkt miteinander verbunden sind und daß durch Steuerung der Kautz-Zellen die gleichen Schal­ tungsanschlüsse der gegenüberliegenden integrierten Schaltungen oder der gegenüberliegenden Schaltungsmodule über die Gehäuseanschlüsse miteinander verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautz-Zellen (17a bis c) einer integrierten Schaltung (10) oder eines Schaltungsmoduls in einer er­ sten Schaltstellung und die Kautz-Zellen der gegenüber­ liegenden integrierten Schaltung (11) oder des gegenüber­ liegenden Schaltungsmoduls in einer zweiten Schaltstel­ lung sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kautz-Zellen (17a bis c) einer integrierten Schaltung (10) oder eines Schaltungsmoduls durch ein er­ stes an Steuereingängen liegendes binäres Signal und alle Kautz-Zellen (17a bis c) der gegenüberliegenden inte­ grierten Schaltung oder des gegenüberliegenden Schal­ tungsmoduls durch ein zweites an Steuereingängen liegen­ des binares Signal gesteuert werden.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereingänge einer integrierten Schaltung (10) oder eines Schaltungsmoduls über auf der Platine ange­ brachte Steuerverbindungsleitungen mit einer Betriebs­ spannungsquelle und die Steuereingänge der gegenüberlie­ genden integrierten Schaltung (11) oder des gegenüberlie­ genden Schaltungsmoduls über auf der Platine angebrachte weitere Steuerverbindungsleitungen mit Masse verbunden sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den Gehäuseanschlüssen (13a bis c, 14a bis c) ge­ genüberliegender integrierter Schaltungen (10, 11) Ver­ bindungsleitungen (23a bis f) auf einer Platinenebene zu einem Bussystem (24a bis f) verlaufen.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierten Schaltungen (10, 11) als SMD-Bauele­ mente realisiert sind.