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新型连接器解决方案可实现112 Gbps PAM4数据速率
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新型连接器解决方案可实现112 Gbps PAM4数据速率

2021-01-12 11:16:08 来源:连接器世界网 作者:Samtec公司产品营销总监Danny Boesing

【大比特导读】随着数据速率要求接近并超过112 Gbps PAM4,开发人员面临的挑战是如何平衡不断增长的吞吐量、可扩展性和密度要求,同时要考虑功耗、信号完整性、上市时间以及成本。系统设计师现在正在使用另一种方法,该方法使得设计人员可以使用超低偏斜双芯电缆而不是采用昂贵、有损PCB的路由信号来扩展信号范围和密度。

随着数据速率要求接近并超过112 Gbps PAM4,开发人员面临的挑战是如何平衡不断增长的吞吐量、可扩展性和密度要求,同时还要考虑功耗、信号完整性、上市时间以及成本。

为了获得这些数据速率,设计人员通常必须使用介电常数和耗散系数较低的特殊板层压材料。不幸的是,这些材料通常非常昂贵。

即使使用这些奇特的材料,另一个挑战是板上的走线长度仍然相对较短。如图1所示,即使使用昂贵的高速PCB材料,也很难获得任何明显距离的走线长度。

PCB材料

图1:PCB材料、双芯电缆、光学器件的走线长度比较。

为了解决这个问题,并以更高的数据速率提供可用的走线长度,通常沿着信号路径每隔几英寸就需要多个昂贵的“重定时器”芯片。简而言之,在PCB中路由当今的高速信号既具有挑战性又昂贵。关于按设计选择的插入损耗的比较,请参见图2。

PCB材料

图2:插入损耗、PCB材料与微型Twinax电缆的比较。

另一种方法

系统设计师现在正在使用另一种方法,该方法使得设计人员可以使用超低偏斜双芯电缆而不是采用昂贵、有损PCB的路由信号来扩展信号范围和密度,从而达到下一代的速度。

在典型的应用中,电缆组件位于FPGA或处理器旁边,然后发出信号,该信号通过分立或带状双芯同轴电缆传输到板上的另一个位置或I / O连接器。参见图3。

PCB材料

图3:设计人员可以使用精密的超低偏斜双芯电缆来扩展信号范围,而不用通过PCB路由信号。

这种方法有很多优点:首先,客户可以实现28、56和112 Gbps以及更高的高数据速率。其次,它简化了电路板设计,并且可以减少散热挑战。

另外,也不需要昂贵的重定时器,减少了PCB层数(从而节省了更多成本),并且设计人员不必使用更昂贵的PCB材料。

许多设计元素有助于电缆组装系统的整体性能:高速连接器、电缆、过渡板和PCB布线策略。

电缆是关键

但是电缆对系统性能的影响是巨大的。Samtec EyeSpeed®超低偏斜电缆技术使用共挤双芯同轴电缆,可改善信号完整性、带宽和覆盖范围。这消除了传统设计的独立挤压绝缘电缆的性能限制和不一致之处,Samtec twinax电缆拥有业内所有电缆中最高的性能,通常比我们的竞争对手快四个电缆规格。

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