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技術(shù)創(chuàng)新:連接器的突破性發(fā)展

發(fā)布時(shí)間:2014-08-25 責(zé)任編輯:willwoyo

【導(dǎo)讀】基于PICMG 2.0 CompactPCI規(guī)范的連接器能 夠順利地與PCI Express器件連接,滿足了儀器儀表、軍事和航空市場(chǎng)CompactPCI用戶的未來(lái)需求,還定義了相應(yīng)的板(3U,6U)和背板連接器、電子及機(jī)械 標(biāo)準(zhǔn)。其系統(tǒng)插槽(板)可容納多達(dá)24個(gè)通道和4個(gè)PCI Express連接,每個(gè)方向的最大系統(tǒng)帶寬為6Gb/s。外圍插槽最多可具有16個(gè) 4Gb/s通道(1型外設(shè)板)或8個(gè)2Gb/s通道(2型外設(shè)板)。

越來(lái)越多連接器應(yīng)用在高速、高端領(lǐng)域,為了提高信號(hào)完整性,在連接器技術(shù)上必須采用差分信號(hào)對(duì)。ERmet ZD和HM ERmet連接器不僅滿足了高速應(yīng)用信號(hào)完整性的要求,還支持PICMG新近批準(zhǔn)的CompactPCI Express PICMG EXP.0 R1.0規(guī)范。

PICMG EXP.0通過(guò)用于ATCA標(biāo)準(zhǔn)稱作“高級(jí)差分結(jié)構(gòu)(ADF)”的ERmet ZD連接器傳輸PCI Express信號(hào)。符合該標(biāo)準(zhǔn)的連接器要求具有可靠的高速信號(hào)傳輸、高端子密度,并支持其他工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及有第二資源的可靠供貨。其中3排信號(hào)對(duì)的版本符 合新的CompactPCI Express標(biāo)準(zhǔn),并可在每25mm線性長(zhǎng)度提供30對(duì)差分信號(hào)。此外,由于距離插件板中心較遠(yuǎn),這種3排的ZD連接器可用在3U板上插入PMC模塊或 XMC模塊。ERmet ZD連接器也是現(xiàn)有PICMG 2.20和PICMG 3.0(ACTA)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)連接器。

從機(jī)械轉(zhuǎn)向電氣

以前,連接器的選型主要由機(jī)械工程師負(fù)責(zé),因?yàn)樗麄冃枰紤]到整個(gè)電路板或子系統(tǒng)的布局,連接器的選擇更多是尺寸和空間的考慮。而電氣性能通常只 考慮端子的額定電流,設(shè)計(jì)中需要決定由多少個(gè)端子來(lái)傳輸信號(hào)、連接器主體的大小和形狀及連接器的結(jié)實(shí)程度,尤其是在軍用項(xiàng)目中。航空電子或便攜式系統(tǒng)中, 每個(gè)器件的尺寸都很關(guān)鍵,對(duì)連接器的選型是個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

今天的連接器設(shè)計(jì)已經(jīng)完全改觀,需要由專門的信號(hào)整合工程師來(lái)負(fù)責(zé)選型,新的連接器設(shè)計(jì)也必須從滿足電氣性能要求,而不是像過(guò)去那樣當(dāng)整個(gè)連接器 設(shè)計(jì)完成后再來(lái)測(cè)量電氣性能參數(shù)。尤其是10GHz以上的高速信號(hào),電氣性能非常關(guān)鍵。設(shè)計(jì)高性能連接器時(shí),無(wú)論是昂貴的背板連接器還是常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)PC連 接器,首先要考慮的就是電氣性能要求。連接器的選型也由包裝工程師轉(zhuǎn)向了設(shè)計(jì)電路的電氣工程師負(fù)責(zé)。

提高數(shù)據(jù)傳輸速度

當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速度提高時(shí),電容和 阻抗的影響也愈加明顯。一個(gè)端子上的信號(hào)會(huì)串?dāng)_到相鄰的端子并影響其信號(hào)完整性。此外,接地電容減小了高速信號(hào)的阻抗,使信號(hào)衰減。新的串行PCI標(biāo)準(zhǔn) PCI Express,在2.5Gb時(shí),每個(gè)方向的最大數(shù)據(jù)傳輸速度為500MB,大大提高了單個(gè)連接器所能傳輸?shù)男盘?hào)速度。過(guò)去,高速信號(hào)通常由共軸電纜和共軸連接器來(lái)控制信號(hào)路徑的阻抗。在PCI Express中采納類似的概念,每個(gè)信號(hào)傳輸端子都彼此隔開。差分信號(hào)對(duì)就能夠很好地達(dá)到這個(gè)目的,因?yàn)槊總€(gè)差分信號(hào)對(duì)的一側(cè)都有接地引腳,以減少串?dāng)_。

高速傳輸在背板連接器中應(yīng)用最多,高達(dá)10Gb/s的連接器采用了非常精密的設(shè)計(jì)技術(shù)。通常第一層是開陣腳的區(qū)域以分離相鄰的接地端子。下一個(gè)層 次是裝在行間的接地屏蔽。頂層的應(yīng)用則會(huì)包括一個(gè)金屬接地結(jié)構(gòu)圍繞著每個(gè)信號(hào)端子(或差分信號(hào)對(duì), 如圖1所示)。這樣的C型金屬屏蔽實(shí)現(xiàn)了最佳的數(shù)據(jù)傳輸速度和信號(hào)完整性的組合,是理想的高速應(yīng)用連接器。

ERNI公司ERmet Zero XT連接器
圖1 ERNI公司ERmet Zero XT連接器
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