連接技術(shù)新規(guī)范——CompactPCI


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�考慮到整個(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，而不是像過去那樣當(dāng)整個(gè)連接器設(shè)計(jì)完成后再來測(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)，無論是昂貴的背板連接器還是常見的標(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。過去，高速信號(hào)通常由共軸電纜和共軸連接器來控制信號(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。