Sliver 是领先的中板铜缆解决方案。

趋势

为应对日益严峻的挑战而推出的 3D 解决方案

为满足不断增长的对更高性能的需求,通信设备提供商在逐渐提高内部印刷电路板 (PCB) 上的速度。28Gbps 的信号速率现已进入设计阶段,未来将推出 56Gbps 和 112Gbps 的信号速率。

目前的挑战是,PCB 不太适合处理这些较高的速度,因为它们在信号完整性(噪声、插入损耗、振幅等)上存在问题,这限制了 PCB 迹线可靠传输高速信号的距离。 因此,PCB 设计师必须突破电路板的布局限制,或转而采用性能更高但更加昂贵的 PCB 材料。
中板铜缆 (MBCu) 解决方案使用连接器和电缆组件来解决这一挑战。MBCu 解决方案绕开了 PCB,从而提高了设计灵活性、降低了成本并且在信号完整性方面也表现得更加优秀。MBCu 连接解决方案中的电缆可延伸到接线盒内部的任何元件,甚至延伸到接线盒外的外部器件,从而可将二维电路板设计转变为 3D 空间,实现更多配置。
我们来看一下指定中板铜缆解决方案时的一些设计注意事项。 

“MBCu 解决方案将二维电路板设计转变为 3D 空间,可实现更多配置。”

在考虑中板铜缆解决方案时, 设计师应仔细思考若干标准,包括灵活性、信号速率、插入损耗、距离、连接器结构和电缆类型。 

灵活性

设计师必须应对接近 30 种不同的连接器标准,包括 PCIe、SAS、SATA、以太网和 InfiniBand。每一标准都要换一种连接器让人非常头疼,但直到最近设计师都还在这样做。现在,只需使用一种连接器设计即可支持所有标准。为满足这一要求,MBCu 解决方案应该:

  • 支持从 8Gbps 到 112Gbps 的数据速率范围
  • 使用标准制造工艺
  • 提供水平和垂直连接选项
  • 提供一系列插针配置选项以满足所有设计需求
  • 提供电缆连接,将连接器从 2D 解决方案转移到 3D 解决方案,从而灵活连接到接线盒内外的元件和器件
  • 对于性能较低的应用足够经济实惠,而对于高速应用又有足够高的性能表现
各种 Sliver 中板铜缆解决方案

MBCu 解决方案在各种设计中均得到应用。TE Sliver 互连是一种技术解决方案,支持多种新设计,包括 1) 中板电缆应用;2) 背板/中板应用;3) 小尺寸 PCIe 附加卡应用;4) 垂直卡边缘应用;5) 水平卡边缘应用。

信号速率

虽然在 10Gbps 以内,PCB 的信号传输还算不错,但在更高的速度下,它们会对性能产生限制。设计师可以使用 MBCu 解决方案提高其 HPC 能力,因为他们可以将连接器直接放在处理器旁边,并且驱动信号的速度与 IC 可处理的速度一样快。此解决方案使得 PCB 不再成为性能的瓶颈。 

插入损耗和信号完整性

除非 PCB 迹线变得很短(从连接器到 IC 之间的迹线不足 4 英寸),否则设计师只能面对较大的插入损耗。中板铜缆解决方案消除了这种限制,因为您可以使用电缆在所需距离内快速可靠地传输信号。

只要您通过 PCB 上的迹线路由信号,就会通过大量的迹线。如果要通过所有元件的迹线,您必须了解信号完整性,而且您需要执行额外的信号完整性分析来确保适当的性能。当您使用电缆时,便可消除信号完整性问题。 

随着设备制造商提高其 PCB 上的速度,MBCu 解决方案成为富有吸引力的系统内信号传输替代方案。
Arash Behziz,
TE Connectivity 业务发展经理
Arash Behziz

距离

(覆盖范围)

MBCu 解决方案附带各种线规的电缆,但信号传输的距离都大于 PCB。例如,33 线规的电缆通常能减少 4 倍的插入损耗;更大的线缆(30 线规或更低)插入损耗会更低。因此,对于因使用 PCB 而受限于 4 英寸的设计,现在通过采用 33 线规电缆的 MBCu 可增加 16 英寸。如此可提升设计灵活性,并简化 PCB 布局。 

连接器结构

在间距为 0.6mm 的解决方案中,插入的插卡使用标准的 PCB 技术。选择间距为 0.5mm 的 MBCu 产品时,不能使用当前的 PCB 技术,这也是行业当前的典型做法:要么使用两件式连接器,要么选择适用于非常紧密的应用且较为昂贵的 BGA(球栅阵列)层压板。另外,您应该决定需要垂直连接器还是直角连接器,具体视应用而定。同时提供垂直连接器和直角连接器的解决方案将为您带来更大的灵活性。 

电缆类型

MBCu 解决方案可以选择电缆类型:带状电缆或双轴电缆。带状电缆用于 PCIe 或 SAS 等较低速度的应用,但如果设计需要 28Gbps 或更高速度的信号,则很可能采用分离式双轴电缆。 

Sliver 电缆组件

Sliver 互连系统是 TE 的领先 MBCu 解决方案,提供带状电缆和双轴电缆组件,以提高设计灵活性。

     

MBCu 解决方案的灵活性和成本节约可带来什么优势? 它们提供统一的高性能平台,以用于系统中的各种互连。设计师不用对卡边缘使用一种连接,对电缆使用另一种连接,还要对插槽使用第三种连接,而是可以在多个地方使用一个平台。这有助于简化和精简鉴定与设计流程。此外,MBCus 提供经济实惠的方案来替代光学连接:一个光学模块的成本可能比 MBCu 电缆连接解决方案高 6-7 倍。

随着设备制造商提高其 PCB 上的速度,MBCu 解决方案成为富有吸引力的系统内信号传输替代方案,不但提供更大的设计灵活性和更高的性能,还可降低成本。通过选择一款满足所有应用需求的 MBCu 解决方案,制造商可以节省设计时间和成本。 

作者

Arash Behziz – TE Connectivity 业务发展经理