Maßgeschneiderte Mini-ITX-Entwicklung

Maßgeschneiderte Mini-ITX-Platinenentwicklung & ODM

Passen Sie eine bestehende Mini-ITX-Plattform an oder entwickeln Sie ein neues Motherboard unter Berücksichtigung der E/A-, Stromversorgungs-, mechanischen, thermischen, softwarebezogenen und Lebenszyklus-Anforderungen Ihres Systems. Wir unterstützen Entwicklungsteams dabei, festzustellen, was geändert werden kann, was die Prozessorplattform tatsächlich unterstützt und wann eine Anforderung eine neue Leiterplatte anstelle eines weiteren Adapters erfordert.

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Passt das Standard-Board fast?

Wenn ein maßgeschneidertes Mini-ITX-Board die bessere technische Wahl ist

Ein maßgeschneidertes Motherboard ist dann gerechtfertigt, wenn die Einschränkung auf der Platine selbst liegt. Der Prozessor mag zwar geeignet sein, doch das Produktionssystem versagt dennoch, weil die erforderlichen Schnittstellen fehlen, Anschlüsse an den falschen Stellen liegen, Erweiterungen zu viel Platz beanspruchen oder die verfügbare Stromversorgungsarchitektur nicht zu den Geräten passt.

Mini-ITX legt die Grundrissabmessungen der Platine auf 170 × 170 mm fest. Innerhalb dieses Rahmens wetteifern Prozessorressourcen, Leiterflächen, Anschlussfreiräume, Leistungsstufen, Verlegungskanäle und Kühlzonen um Platz. Eine Anforderung, die auf Systemebene einfach erscheint, kann daher eine Neukonzeption auf Leiterplattenebene erfordern.

Die gewünschte E/A-Kombination existiert nicht

Das System erfordert eine bestimmte Kombination aus Ethernet, COM, CAN, GPIO, USB, Displays, Speicher oder Erweiterungsmöglichkeiten, die sich mit einer Standard-Hauptplatine nicht sauber umsetzen lässt.

Die derzeitige Platine passt nicht zum Produkt

Anschlüsse an der Rückseite, interne Steckleisten, Kabelausgänge, Kühlkörperbereiche oder die Höhe von Komponenten stehen im Konflikt mit dem Gehäuse, obwohl die Rechenplattform geeignet ist.

Die elektrischen Anforderungen haben sich geändert

Eingangsspannung, Schutzvorrichtungen, Stromversorgung der Peripheriegeräte, Umgebungsbedingungen oder Anforderungen an die Lebensdauer übersteigen die Werte, für die das ursprüngliche Motherboard ausgelegt war.

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Anpassung auf Board-Ebene

Was wir an einem Mini-ITX-Mainboard ändern können

Ethernet: Anzahl der Controller, 1-GbE-/2,5-GbE-/10-GbE-Architektur, Kupfer- oder SFP-Schnittstellen, Verwaltungsports und Anschlussposition.
COM, CAN und GPIO: RS-232/422/485-Kanäle, CAN-Schnittstellen, digitale Ein-/Ausgänge, Transceiver, Isolationsanforderungen, Steckverbinder und anwendungsspezifische Pinbelegung.
USB & Display: USB-Belegung, externe oder interne Anschlüsse, HDMI, DisplayPort, LVDS, eDP, Touch-Schnittstellen und Display-Topologie.
Speicher & Erweiterung: M.2-Steckplätze, SATA-Anschlüsse, NVMe, PCIe-Steckplatzbreite, WLAN-Module, Speichertopologie und Schnittstellen für Erweiterungskarten.
Gleichstrom: Eingangsbereich, Schutz, Ablaufsteuerung, Peripherieschienen, Verhalten im Standby-Modus, Steckerstrom und Anforderungen beim Hochfahren.
Mechanik des Spielbretts: Anordnung der hinteren E/A-Anschlüsse, Position und Ausrichtung der internen Steckverbinder, Bauteilhöhe, Sperrbereiche, Befestigungsschnittstellen und Kühlzonen.

Mehrere serielle Anschlüsse → Mehrere Stromeingänge → Mehrere 10G-Ethernet-Anschlüsse →

Plattform-Architektur

Die angeforderten Konnektoren müssen den tatsächlichen CPU- und SoC-Ressourcen zugeordnet sein

Wir legen den Datenpfad fest, bevor wir die Anzahl der Anschlüsse festlegen. PCIe 3.0, 4.0 und 5.0 arbeiten mit 8, 16 bzw. 32 GT/s pro Lane. USB 3.2 definiert Übertragungsraten von 5, 10 und 20 Gbit/s, während SATA 6 Gb/s eine Verbindungsrate von 6 Gb/s vorsieht. Diese Übertragungsraten stellen keine Garantien für den Anwendungsdurchsatz dar; sie definieren die Schnittstellen, die die Architektur korrekt zuweisen muss.

Gewünschte Funktion	Was muss kartiert werden?	Typische Einschränkung
PCIe / M.2	Endpunktbreite, Erzeugung, Fahrspurquelle, Verzweigung und gleichzeitiger Betrieb.	Verfügbare Prozessor-Lanes, Switch-Uplinks, gemeinsam genutzte Ressourcen sowie die Controller-Topologie.
USB	Native Host-Ports, Hub-Topologie, Controller-Generation, Anschlusstyp und angeschlossene Geräte.	Ein Hub erhöht die Anzahl der Anschlüsse, erhöht jedoch nicht die Bandbreite der Verbindung zu seinem übergeordneten Host.
Ethernet	MAC/PHY- oder diskrete Controller-Architektur sowie die Verbindung der einzelnen Controller zum Host.	PCIe-Ressourcen, Controller-Bandbreite, Stromversorgung, Treiberunterstützung sowie verfügbarer Platz für die Rückseiteneingänge/-ausgänge.
NVMe / SATA	Speicherschnittstelle, M.2-Codierung, Lane-Zuweisung, Startvoraussetzungen und gleichzeitig betriebene Geräte.	M.2- und SATA-Ressourcen können auf einem bestimmten Prozessor oder Chipsatz gemeinsam genutzt werden oder sich gegenseitig ausschließen.

Plattformtechnologie → Rechner für die Leistungsaufnahme bei Mini-ITX →

Studienberatung für Ingenieurwissenschaften

Was wir benötigen, bevor wir mit der Machbarkeitsprüfung für eine kundenspezifische Leiterplatte beginnen

Ein aussagekräftiges Lastenheft beschreibt die Komponenten rund um die Hauptplatine, nicht nur die Hauptplatine selbst. Fehlende Angaben zu Gehäuse, Stromversorgung, Peripheriegeräten oder Software können eine ansonsten funktionsfähige Portzuordnung ungültig machen.

Technische Vorgaben	Was ist mitzubringen?	Was damit bestimmt wird
Rechenleistung & Software	Arbeitslast, Prozessorpräferenz, Betriebssystem, Arbeitsspeicher, Beschleuniger, Startmethode und erforderliche Treiber.	Prozessorplattform, Software-Baseline, Speicherarchitektur und verfügbare Plattformressourcen.
E/A und Peripheriegeräte	Anzahl der Anschlüsse, Protokoll, Geschwindigkeit, angeschlossenes Gerät, elektrischer Betriebsmodus, Isolation, Pinbelegung und Anforderungen an die gleichzeitige Nutzung.	Controller, Transceiver, Ressourcenzuweisung und Anschlussarchitektur.
Leistung	Eingangsspannungsbereich, Quellencharakteristik, Startverhalten, Peripherielast und Schutzanforderungen.	Power-Tree-Architektur, Umwandlungsstufen, Nennleistung der Anschlüsse und Schutzstrategie.
Mechanik	Zeichnung des Gehäuses, Öffnungen an der Rückseite, Höhenbeschränkungen, Kühlkörper-Anschlussfläche, Sperrbereiche und Kabelzonen.	Anordnung der Steckverbinder, Lage kritischer Bauteile und mechanische Machbarkeit.
Produktprogramm	Anzahl der Prototypen, geschätzter Jahresbedarf, erwartete Produktlebensdauer und Anforderungen an die Revisionskontrolle.	Komponentenstrategie, Entscheidungen zur Wiederverwendung von Entwürfen und Lebenszyklusplanung.

Designstrategie

Eine bewährte Plattform anpassen oder eine neue Mini-ITX-Leiterplatte entwickeln?

Die Lösung mit dem geringsten Risiko ist die kleinste technische Änderung, mit der die Produktanforderung erfüllt wird. Wir unterscheiden zwischen Konfiguration, PCB-Neugestaltung und neuer Architektur, bevor wir das Projekt in die vollständige Entwicklung einer Hauptplatine überführen.

Studiengang Ingenieurwesen	Beste Passform	Ergebnis
Kontrollierte Konfiguration	Das Referenz-Motherboard erfüllt bereits die elektrischen, mechanischen und E/A-Anforderungen.	Eine kontrollierte SKU unter Verwendung definierter Stücklistenoptionen, Steckverbinderbestückung und Konfigurationseinstellungen.
Plattformbasierte Neugestaltung von Leiterplatten	Die Prozessorarchitektur passt zwar, aber die E/A-Schnittstellen, die Stromversorgung, die Anordnung der Anschlüsse oder die Mechanik nicht.	Eine neue Leiterplatte, die so viel wie möglich von der bewährten Plattformarchitektur beibehält.
Neue Board-Architektur	Keine der derzeit verfügbaren Plattformen kann die kombinierten Anforderungen an Rechenleistung, E/A, Erweiterbarkeit, Stromversorgung und mechanische Eigenschaften erfüllen.	Eine neue Ressourcenübersicht, ein Architektur-Schema, die Leiterplattenumsetzung und eine Leiterplattenrevision.

Technische Überprüfung

Haben Sie eine Anschlussliste, ein Blockdiagramm oder eine Gehäusezeichnung?

Teilen Sie uns die festen Vorgaben mit: Arbeitslast oder Prozessorpräferenz, erforderliche Schnittstellen, genaue Leistungsaufnahme, Gehäusegeometrie, Betriebsumgebung, Betriebssystem, Stückzahl und erwartete Produktlebensdauer. Wir werden zunächst prüfen, ob für diese Anforderung eine neue Leiterplatte erforderlich ist.

Voraussetzungen für die Aufnahme in den Vorstand einreichen

Nach dem Architektur-Freeze

Von der genehmigten Ressourcenübersicht zum Schaltplan und zum Leiterplattenlayout

Die Leiterplattenentwicklung beginnt, nachdem die wichtigsten Schnittstellenwege und die Architektur des Controllers festgelegt wurden. In dieser Phase besteht die Aufgabe darin, diese Architektur elektrisch, mechanisch und in Form von fertigungsreifen Leiterplattendaten umzusetzen.

Definition des Schemas Unterstützung für Capture-Prozessoren, Schaltkreise, Speicher, Controller, Takte, Resets, Boot-Geräte, Stromversorgungsschienen, Schutzfunktionen, Debug-Zugriff und externe Schnittstellen.
Stapelung und Definition von Einschränkungen Legen Sie gemeinsam mit dem Leiterplattenhersteller den Fertigungsaufbau fest und definieren Sie anschließend Strukturen mit kontrollierter Impedanz, Referenzebenen, Regeln für Differentialpaare, die Via-Strategie sowie die Anforderungen an Stromversorgung und Stromstärke.
Kritische Platzierung Ordnen Sie Prozessor, Arbeitsspeicher, Taktsignale, Leistungsstufen, Hochgeschwindigkeits-Controller, M.2-Geräte, Netzwerk-Magnetikkomponenten und Steckverbinder unter Berücksichtigung elektrischer, thermischer und gehäusebezogener Einschränkungen an.
Leiterplatten-Fräsen Verlegen Sie Hochgeschwindigkeits- und Stromversorgungsnetze unter Berücksichtigung der genehmigten Einschränkungen, wobei Rückwege, Abstände, Längenvorgaben, die Durchführbarkeit von Abzweigungen und der Testzugang zu gewährleisten sind.
Entwurf und DFM-Prüfung Überprüfen Sie die Übereinstimmung zwischen Schaltplan und Layout, die Footprints, die Abstände, die Fertigungsregeln, den Zugang für die Bestückung, die Testpunkte, die Zeichnungen, die Übereinstimmung der Stückliste sowie die revisionskontrollierten Ausgabedateien.

Rechner für die Impedanz von Leiterplatten → Rechner für die Leiterbahnbreite auf Leiterplatten → Stromberechner für Leiterplatten-Durchkontaktierungen →

Technische Referenzgrundlage

Anforderungen an die Leiterplattenqualität erfordern einen festgelegten Standard und eine Überarbeitung

Qualitätsanforderungen sollten in die Projektspezifikation, die Fertigungsdaten und die Abnahmekriterien aufgenommen werden. Ein Verweis auf IPC-Normen ist nur dann sinnvoll, wenn das anwendbare Dokument, die Revisionsversion, die Produktanforderungen sowie etwaige kundenspezifische Ausnahmen definiert sind.

IPC-2221C: Allgemeiner Standard für den Entwurf von Leiterplatten, der neben der jeweils geltenden Fachnorm als Grundlage für die Anforderungen an den Leiterplattenentwurf dient.
IPC-6012F: Qualifikations- und Leistungsspezifikation für starre Leiterplatten, einschließlich mehrschichtiger Leiterplatten und Leiterplatten mit durchkontaktierten Löchern.
IPC-A-600M: Überarbeitung der Annahmekriterien im Jahr 2025 zur Bewertung der sichtbaren Eigenschaften von gefertigten Leiterplatten.
IPC-A-610J: Akzeptanzstandard für fertige elektronische Baugruppen für das Jahr 2024 nach dem Eintritt der Leiterplatte in die Montage.
J-STD-001J: Anforderungen für das Jahr 2024 in Bezug auf Materialien, Verfahren, Prozesskontrolle und Überprüfung von gelöteten elektronischen Baugruppen.
Projektspezifische Anforderungen: Für das eigentliche Produkt sind das Werkstoffsystem, die Kupferkonstruktion, die Prüfkriterien, spezielle Prüfungen, die Dokumentation sowie die Abnahmeanforderungen festgelegt.

Zertifizierungen und Qualitätsstandards →

Kontrollierte Freigabe des Entwurfs

Was die Phase der kundenspezifischen Leiterplattenentwicklung verlässt

Ein Entwurf ist bereit für die Übergabe an die Konstruktion, wenn die freigegebene Revision eindeutig identifiziert werden kann und das Prototypenteam sowohl weiß, was im CAD definiert wurde, als auch, was noch einer physischen Überprüfung bedarf.

Architecture Record

Genehmigtes Blockdiagramm, Plattformauswahl, I/O-Ressourcenzuordnung, Speicher- und Erweiterungstopologie, Stromversorgungsarchitektur, mechanische Einschränkungen und ungelöste Risiken im Zusammenhang mit dem Prototyp.

Fertigungsdaten

Freigegebene Schaltpläne, Leiterplattenlayout, Fertigungsergebnisse, Montagedaten, Stücklistenrevision, Bestückungsdaten, Zeichnungen, Anforderungen an den Schichtaufbau sowie die Revisionskennung der Leiterplatte.

Checkliste für Prototypen

Themen auf Platinenebene, die Hardware-Nachweise erfordern, wie z. B. das Verhalten auf der Schiene, der Bootvorgang, der Speicher, Schnittstellen, Hochgeschwindigkeitsverbindungen, das thermische Verhalten, die mechanische Passform und angeschlossene Peripheriegeräte.

Das Freigabepaket dient als technische Grundlage für die Prototypenfertigung, die Montage, die Inbetriebnahme und die anschließende Validierung. In diesen Phasen werden eigene Testnachweise erstellt, anstatt die Konstruktionsunterlagen informell zu ändern.

Technische Validierung → Alle Ingenieurdienstleistungen →

FAQ

Fragen zur kundenspezifischen Mini-ITX-ODM-Entwicklung

Bezieht sich „Mini-ITX“ auf den Prozessor, den Arbeitsspeicher oder die elektrische Architektur?

Nein. Der Mini-ITX-Formfaktor definiert den physikalischen Rahmen der Platine, einschließlich der Abmessungen von 170 × 170 mm und der mechanischen Kompatibilität. Die Prozessorfamilie, die Speicherarchitektur, die E/A-Controller, das Stromversorgungsdesign sowie die meisten Systemfunktionen unterliegen weiterhin den Entscheidungen des Platinenentwicklers.

Kann ein vorhandenes Betriebssystem-Image nach einer Neugestaltung der Leiterplatte beibehalten werden?

Manchmal. Die Beibehaltung derselben Prozessorplattform und der wichtigsten Controller kann den Umfang der Softwareänderungen verringern, doch eine Neugestaltung der Leiterplatte kann dennoch Auswirkungen auf Ethernet, Speicher, USB, GPIO, serielle Controller, das ACPI-Verhalten, die Geräteaufzählung oder die Firmware-Konfiguration haben. Die Kompatibilität von Treibern und Betriebssystemen muss daher anhand der endgültigen Hardware-Revision überprüft werden.

Können nach der Veröffentlichung des Motherboard-Designs noch Komponenten ausgetauscht werden?

Sie sollten im Rahmen eines Konstruktionsänderungsprozesses kontrolliert werden. Ein Ersatzteil, das elektrisch ähnlich erscheint, kann dennoch Auswirkungen auf die Firmware, das Timing, das thermische Verhalten, die Signalintegrität, den Qualifizierungsstatus, das Lebenszyklusrisiko oder die Fertigungsparameter haben.

Sollte das Gehäuse fertiggestellt sein, bevor mit dem Layout der Leiterplatte begonnen wird?

Das Gehäuse muss noch nicht serienreif sein, aber die kritischen mechanischen Abmessungen sollten festgelegt sein, bevor die Bestückung endgültig festgelegt wird. Öffnungen an der Rückseite, Anschlusspositionen, Befestigungspunkte, Schnittstellen zu Kühlkörpern, Kabelbereiche und Höhenbeschränkungen wirken sich direkt auf die Bestückung der Leiterplatte aus.

Bedeutet eine erfolgreiche Schaltplanprüfung, dass die Leiterplatte serienreif ist?

Nein. Durch die schematische Überprüfung werden logische und elektrische Designprobleme bereits in dieser Phase beseitigt. Die Leiterplattenumsetzung, die Fertigungsdaten, die Inbetriebnahme des Prototyps, die Hardware-Tests und die entsprechende Systemvalidierung müssen jedoch noch nachweisen, dass das freigegebene Design wie vorgesehen funktioniert.

Die Technik steht nie still – und wir auch nicht