電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/周凱揚(yáng))高速、高密無疑是背板連接器發(fā)展的重要方向，而高速與高密之間，存在著不可避免地相互制約的關(guān)系，接口密度越高信號(hào)間的串?dāng)_風(fēng)險(xiǎn)一定會(huì)隨之變大，最高信號(hào)速率難免就會(huì)受到束縛，所以如何在二者中取舍平衡，既能實(shí)現(xiàn)高速，又能實(shí)現(xiàn)高密，找到應(yīng)用場景下這個(gè)最契合的平衡點(diǎn)是一大難點(diǎn)。

可以預(yù)見的是，隨著數(shù)據(jù)中心，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)和高性能計(jì)算市場的高性能/低功耗半導(dǎo)體芯片組的激增，高速背板連接器這種基礎(chǔ)設(shè)施開始了大幅增長。高速背板連接器類似“橋梁”的作用必須實(shí)現(xiàn)快速、穩(wěn)定、低損耗、高保真的傳輸，才能保證高端存儲(chǔ)設(shè)備以及高性能的服務(wù)器完整功能的正常發(fā)揮。

高速信號(hào)傳輸有多高?

一般來說，目前高速背板連接器的數(shù)據(jù)傳輸速度分為三個(gè)檔次，28 Gbps，56 Gbps以及112 Gbps。在高速背板連接器56 Gbps以上的高端應(yīng)用領(lǐng)域，目前還是只有一些國際主流國際大廠能把握好超高速下連接器高密的平衡點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化。目前國內(nèi)最高水平尚只能做到56 Gbps，在大多數(shù)情況下，56 Gbps的數(shù)據(jù)速率已經(jīng)足夠。

超高的數(shù)據(jù)速率只是高速背板連接器性能的一方面，如果在高端存儲(chǔ)設(shè)備以及高性能的服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)112 Gbps的連接，通常會(huì)在電纜母端集成高速背板連接器，另一端集成多種中板或 I/O 產(chǎn)品，繞過印刷電路板并最大限度地減少插入損耗和串?dāng)_現(xiàn)象。112Gbps速度的實(shí)現(xiàn)肯定會(huì)使觸點(diǎn)密度大幅增加，信號(hào)與信號(hào)間的距離大幅減少，信號(hào)間因?yàn)橄嗷?a href="http://m.greenbey.cn/tags/耦合/" target="_blank">耦合而產(chǎn)生的串?dāng)_也會(huì)更嚴(yán)重。為了在超高速率下減少串?dāng)_，每一家高速背板連接器廠商都會(huì)有自己的應(yīng)對(duì)辦法。

像Amphenol的Paladin技術(shù)在實(shí)現(xiàn)112Gbps超高速率的同時(shí)，表現(xiàn)出來的是超過40GHz的平穩(wěn)線性傳輸速率，這個(gè)平穩(wěn)線性度應(yīng)該是目前市場上最高的。這意味著Paladin該技術(shù)盡可能地將串?dāng)_降到了最低，保證了相當(dāng)一致的信號(hào)完整性。而且從超40GHz的平穩(wěn)線性傳輸速率也能夠看出，其對(duì)信號(hào)端子的短柱諧振抑制得很好，確保了速率的高也保障了速率的穩(wěn)。

高速背板連接背后的工藝加持

從設(shè)計(jì)上來說，高速背板連接器需要保證較高的設(shè)計(jì)靈活度以及較高的設(shè)計(jì)余量，保證可拓展性是其極具成本效應(yīng)的升級(jí)方式，不管是從25 Gbps擴(kuò)展至56 Gbps，還是從56 Gbps拓展到112Gbps。降低運(yùn)行噪聲、減少插入損耗低、減少斜切，這些都能給高速背板連接器提供設(shè)計(jì)靈活性和高設(shè)計(jì)余量。

信號(hào)端子在高速差分對(duì)中水平排列可以實(shí)現(xiàn)零斜切，這不僅簡化了電路板設(shè)計(jì)，還同時(shí)提高信號(hào)完整性，節(jié)省了相當(dāng)大一部分電路板空間。而且斜切的減少，減少了噪聲消除的相關(guān)工作，不依賴噪聲消除這個(gè)能力在高速連接應(yīng)用中是至關(guān)重要的。在保證靈活度上做得最好的可以參考TE的C形、360°接地設(shè)計(jì)。位于端子水平堆疊底部的有額外“獨(dú)立”的屏蔽以實(shí)現(xiàn)全面的屏蔽，即使接地端與信號(hào)端之間出現(xiàn)1.5mm未插接空間，也可維持電氣性能。這種360°的屏蔽也是維持信號(hào)完整裕度的一種辦法，而且充裕的電氣裕度提供了更高的PCB靈活性。

還有一種辦法就是構(gòu)建無中間平面PCB的開放式結(jié)構(gòu)，這種辦法在不刻意追求超高速率的情況下實(shí)現(xiàn)了目前最高的密度，可以達(dá)到2.00mm柱間距。

從電氣規(guī)格的角度來講，為了保證高速背板連接器的速率與可靠性，Power Sum FEXT最好低于-50dB;插入損耗是越小越好，不管是通過對(duì)信號(hào)束接口進(jìn)行改善，配置寬槳尖形頂端還是采用其他辦法，將插入損耗控制在1dB肯定會(huì)讓整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定型大大上升;為了保證高速傳輸下連接的電氣穩(wěn)定性，在整個(gè)連接器包括占用位置和插接接口上進(jìn)行共模阻抗控制是非常有必要的。

小結(jié)

高速背板連接器是針對(duì)終端高性能、高速率、高帶寬的系統(tǒng)需求而設(shè)計(jì)的，不管是其革命性的設(shè)計(jì)56Gbps驚人速度的傳輸數(shù)據(jù)，還是提供高達(dá)112Gbps充足的可擴(kuò)展性，大量增加的數(shù)據(jù)流量輸送和回程都會(huì)需要這種新興的高性能高速背板連接器的支持。

原文標(biāo)題：工藝加持下的背板連接器有怎樣的高傳輸速率

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審核編輯：湯梓紅