您将学到什么：
- 这importance of connectivity.
- 连通性问题如何影响性能，可靠性和安全性。
- 在连接解决方案中要寻找的东西。
在我们高级，连接，以电子方式的社会中，基于设备的解决方案比以往任何时候都更有穿透应用空间。这种扩展将硬件系统置于必须准备处理的极端情况。
Most think that exposing hardware to wet and dirty situations is all they have to worry about when it comes to harsh environments. While that assumption is mostly correct, it’s incomplete. In addition to moisture and dirt, electronic systems intended for use in challenging environments must be able to handle vibration, shock, and thermal situations as well（图。1）。
This is especially important in government- and municipality-oriented application spaces such as military/aerospace and civil engineering, where failure may not only result in loss of human life, but may contribute to a significant civil, political, or strategic impact. Mission failure in these situations is unacceptable, and demand not only the best-performing solution available, but also one that’s safe and reliable in the field.
即使复杂的电子系统可能是高度复杂的，除非涉及的子系统之间的互连是坚固且坚固的，否则总体设计具有故障的风险。像任何链条一样，系统仅与其最不可能的链接的性能一样好。
解决生存能力
连接器的安全性和可靠性是不能夸大的方面。设计较差的插头极性和拟合度不仅可能出现操作中的风险 - 如果连接器接口无法锁定或难以实施，它可能会导致用户解决方案，从而导致对操作员和设备的风险情况更大。
电缆和互连的性能与设施及其运营商的安全性直接相关（图2）。例如，2013年1月26日，在墨西哥湾的Bois d'Arc勘探海上运营的斯巴达离岸钻机上，是固定承包商贝克·休斯（Baker Hughes）的工人，正在解决电子故障。有证据表明，他怀疑将电池放在一个盒子中，以提供直流电源作为问题。
Unfortunately, when he attempted to fix the problem by plugging in a 115-V three-wire extension cord, he was subsequently killed by electrocution. ABureau of Safety and Environmental Enforcement（BSEE）面板调查了这一事件，确定在致命事件发生之前的某个时候，水分进入了电池盒和延伸线的电气连接。这是由于延长线的雌性插头末端的短路引起的，该延伸线的内部有一条被烧毁的接地线。1
This human loss could have been prevented if the cable and connection systems involved were rugged and reliable enough to ensure proper operation under any foreseeable environmental condition. Heat, humidity, dust, and vibration are safety and reliability challenges, and both the operator and the equipment are key implications when addressing systems deployed in harsh environments.
追求最佳性能、安全和reliability begins at the board level. If the subsystem can’t handle high temperatures, shock, and vibrations, good cables can’t fix package-level issues. There are many ways to address these issues, including recently introduced materials that can handle high temperature, radiation, shock, and even chemically corrosive environments for extended periods.
除了芯片侧的宽带gap（WBG）半导体材料（例如碳化硅（SIC）和氮化盐）外，其他溶液（如氮化铝（ALN））还可以在半导体工业中替代氧化物（ALN）。ALN不仅解决了Beo的毒性，而且其热膨胀系数低于Beo或Alumina，与硅晶片的毒性非常匹配。
这种封闭的方法扩展到包装，必须由适合应用程序的材料制成，并且对环境极端具有抵抗力。除了涵盖系统外，外壳还向世界提供了用户界面和I/O功能。任何包装不仅必须解决形式和功能，还必须解决艰难的环境抵抗力。即使是最基本的电子产品也可以利用旧解决方案，例如板覆层，盆栽，用于热传递和减震功能以及坚固的包装。
Only by providing a reliable and secure anchor for the connection can the link be trustworthy. This starts at the board level and percolates upwards to every aspect of the system architecture. Then the right interconnect solutions can ensure the safety and intended performance of the system as a whole.
垫圈和过滤也是关键的考虑因素。此外，任何涉及冷却和/或供暖的非配置热管理解决方案都必须解决诸如通风孔的完整性和防止环境的风扇保护。
标准和合规性
在绩效方面，许多行业都有各种标准来解决旧产品和/或开发核心技术能力。例如，在以太网方面，您可以根据带宽要求使用CAT5，CAT6或CAT7电缆和连接器。
在部署的系统中，重要的是要确保所有网络组件都支持给定子系统提出的最高类别级别。混合CAT5，CAT6或CAT7电缆和同一网络上的连接器很容易导致系统性能降解。
但是，安全必须始终以最高水平进行标准化，这就是为什么它是产品几乎总是受到政府和/或涉及市场监管的产品的一个方面之一。这意味着您的设计不仅必须满足您的安全性和绩效目标，还必须满足行业和政府法规和标准。如果适当计划，您的设计可以轻松完成两者，但只有适当的知识和远见。
例如，ODVA，国际领先的自动化公司协会，使用M12以太网标准，这是一个用于工业以太网应用的4位，D编码的连接器。M12防止污垢，水，振动，冲击和极端温度，适合于严酷的工业环境。但是，通过计划早期开发中的这种指定解决方案，您可以确保易于合规性。
这超出了金属线，随着用于工业应用的光纤电缆的普及。诸如ANSI/TIA-568电信标准家族之类的要求涉及平衡的扭曲对配，光纤和同轴电缆，它们会不断使用最新的TIA Telecommunications布线规格进行更新。
这美国国家标准学院（ANSI）必须确认，更新或删除授权标准。因此，自1991年首次出版以来，ANSI/TIA-568标准家族已经进行了三套修订。
清除汽车标准
Addressing standards in multiple markets—e.g., when making automotive products—is very important. For example, LVDS, LV214, and USCAR are three significant automotive standards, and any automotive solution intended for multiple markets needs to address them. LVDS stands for Low-Voltage Differential Signaling, a global generic interface standard for high-speed data transmission, which is being applied in automotive systems like electronic braking.
Safety aspects in a connectivity solution for automotive involve critical features like Terminal Positioning Assurance to ensure the correct positioning and retention of the crimp terminal in the housing. In addition, Connector Positioning Assurance specifies that two mating halves must lock in their final position. Another important requirement involves connector polarization to avoid incorrect mating, or the specific crimping force to use in automotive wire harnesses.
最新的汽车系统设计使用高速I/O连接器（例如HSD，HSBRIDGE，NETBRIDGE，USB和HDMI）采用高性能跨设备通信系统。这些需要验证USCAR规范和LVDS协议，以解决具有苛刻要求的高级汽车设计。
No matter how functional and powerful the automotive system, all of its advantages are lost if the interconnects and other connection solutions that carry the data between the subsystems and the vehicle logic fail to do their job, or fail under environmental stress, or pull out under the wrong conditions（图3）。
这些问题超越了汽车并影响涉及电子产品的每个现代应用空间。从产品的用户界面到板上的控制电子，再到电源，系统的每个部分都需要可靠的，有能力的电源和信号连接。这些电缆和连接器解决方案还必须继续在功能，性能和可靠性以及技术功能上向上迁移。
这特别适用于已知具有严格操作环境的应用空间。例如，在欧洲，IEC 60309的重型商业和工业连接器以及基于BS 4343和BS EN 60309-2的标准。在英国经常被称为CEE工业，CEEFORM或简单的CEE插头，IEC 60309连接器的最大电压额定值为1000 V DC或AC，最大电流等级为800A。平衡的单相；三相无中性；和中性的三相，最高为200A。
军事和航空航天系统对各个方面都有要求，并且有很多与安全和性能有关的。例如，MIL-DTL-83723F涵盖了圆形，电气连接器及其相关触点和配件的环境阻力的要求。具有不可移动接触的密封插座必须从-65到200ºC。
EN2997符合MIL-DTL-83723标准，是针对极端环境（例如发动机飞机应用程序）应用程序的相关连接器规范，其中振动，EMI和高温问题至关重要。
Considering Connectivity
It’s important to remember that the connectors attached to an enclosure are an integral part of that enclosure’s integrity and reliability. Cables and connectors must be able to withstand the same external environment extremes in temperature, pressure, and moisture as the systems they connect. This is further complicated by issues like permissible cable flex and stretch, as well as potential user error in attaching the connector.
任何给定的插头的构造和材料都直接影响性能。使用高级，耐腐蚀的材料以及电镀和接触式饰面，将坚固式连接器，利用包装的封装和垫圈。预计系统会暴露在水中的地方，具有安全和防水连接至关重要。连接器设计也会影响性能，因为差终止触觉会增加用户错误，从而导致密封失败或不当。
此外，重要的是要记住，环境危害包括昆虫，鸟类和害虫，这些昆虫，鸟类和害虫可能会在诸如绝缘和盆栽之类的东西上gna。所涉及的互连和电子系统同样相互依赖，形成了一个集成的结构，必须共同起作用以提供所需的功能和性能。这在系统故障可能导致生命和财产损失的应用中尤其重要。
这se performance demands are in addition to the basic need to address the power and signal requirements of the device(s) involved. Every hole in the enclosure is an ingress opportunity that can lead to potential failure of the system. Connector failure can bypass any packaging precautions, enabling hazards to bypass protections. In some cases, it’s also important to pay attention to aspects like matching the coefficient of thermal expansion between the various connected systems, so as not to cause stress or fracture risk from temperature cycling.
在大多数工业应用中，需要使用具有IP65或IP67的入口保护额定值的连接器，以防止进入连接器和降级性能的任何东西。设计用于工业应用的连接器通常具有带有密封垫圈的正锁定机构，可防止污染物和振动。给定系统中的每个电缆和每个连接器都必须像该系统中的所有其他组件一样强大，可靠，否则它具有妥协的潜力。
连接应该容易且直观地制作 - 任何未对准错误可能导致可能导致系统故障的情况。重要的是要拥有非常明显和直观的连接机制，尤其是在电池掉期和维护等诸如电池交换和维护之类的东西上，电缆经常被耦合并取消耦合。具有可靠联系技术的坚固连接器可降低资格和维护成本。
在设计阶段尽早评估所需的性能和环境性能，将创建一种耐用的产品，该产品可以以具有成本效益的方式，任何可能结束的方式。使用可用资源，从开源社区到组件，外壳和互连供应商，将减轻设计负担并最大化可用资源。
