Impel高速背板连接器系统完全能够胜任各种高速背板应用场景要求,impel

描述

在通信、工业和航空航天等高性能、高可靠电子系统中,高速背板是个不可或缺的组件,通过背板上的连线、PCB走线和连接器,电子系统可以实现大批量高速数据流的传输和处理,由此也就催生了专门的背板连接器。

所谓高速背板连接器,顾名思义就是为背板系统提供高速互连解决方案的专用连接器,在大型通讯设备、超高性能服务器、工业计算机、高端存储设备等电子系统中,应用非常普遍。

我们需要什么样的高速背板连接器?

不难想象,高速和高密度,应该是高速背板连接器进化的“终极目标”。但是在实际的设计中,这两者往往是相互矛盾的。比如说在高速系统中,为了确保传输信号的质量,往往会采用差分信号,而每个差分信号需要两条不同的电线来传输,这就意味着连接器要在有限的空间内,“塞”下更多的连接触点,由此带来的高密度连接设计挑战不言而喻。

同时,密度增加后,信号与信号间的距离减少,信号间因为相互耦合而产生的串扰也会更严重,由此带来的信号完整性问题也越发严重——这也是目前高速背板连接器设计中的核心课题。因此,如何更好地控制阻抗、降低串扰并提高差分信号间的耦合作用,就成了高速背板连接器设计优先考虑的问题。

此外,由于差分信号对必须同时到达传输目的地,因此对于导线设计也有更高的要求,要尽可能减少传输路径长度差异对信号的影响以及信号时滞的问题。

因此,高速背板设计时必须将背板连接器作为一个重要的部分考虑进去,综合考虑阻抗、传播延迟、时滞和串扰等因素的影响;而从连接器的角度看,在产品设计时也必须能够考虑到高速背板系统设计时的挑战,帮助用户去规避和克服可能遇到的问题。

另外,在高速背板连接器设计时,还有一个因素不能忽略,那就是连接器必须能够提供足够的互连灵活性。因为随着需求发展,背板互连方式除了传统背板连接,还演化出了越来越多的新“花样”,比如中板、无中板、正交、共面架构等等,这就需要连接器产品的研发能够跟得上需求演进的步伐,同时也需要考虑到与原有和未来互连系统的兼容,方便用户的扩展和升级。

归纳一下,如果我们将高速背板连接器的选型看做是一次考试,那么被考察的连接器,需要具备的能力主要包括:

高速度

这是基本要求,今天优秀的高速背板连接器能够支持数十Gbps的速度。

高密度

在有限空间内容纳更多的差分对通道。

信号完整性

速度越高,这方面的挑战越大,需要综合考虑各种因素。

稳定性

具有优秀的电气性能和机械结构,确保在较宽的频率和温度范围内,以及振动环境中都有上佳表现。

灵活性

支持多样化的互连设计要求,支持向前和向后兼容。

能够达到上述的要求,且表现出众的产品,才能算是高速背板连接器中的“优等生”。Molex公司的Impel背板连接器就是这些“优等生”中的一员,我们今天就一起来认识一下Ta。

Molex Impel背板连接器系统概览

下面我们就来一起观察一下这款解决方案的技术细节。

如果要给Molex Impel背板连接器系统写一段精炼的评语,大概是这样的——该连接器系统支持的数据速率最高达40Gbps(NRZ),可实现出色的信号完整性、高互连密度,同时具有后向和前向兼容性;这些连接器电气性能出色,具有低串扰、低插入损耗、高稳定性等特点,是电信、数据中心、工业、军事/航空航天设备的理想选择。

特别值得一提的是,Impel背板连接器能够支持各种高速背板互连选项,包括传统连接、共面连接、正交中板连接、无中板的正交直连,以及与线缆组件的直连(如图2)。可以说Impel系列不只是几款简单的连接器产品,而是真正形成了一个完整的互连系统,能够响应各种高速背板的互连需求,在性能之外,为PCB工程师的开发带来极大的灵活性。

 

这些不同的高速背板互连方案,也各具特点:

Impel传统连接器采用接插至垂直插头的直角子卡,提供2至6线对选项,具有性价比优势。1.90mm间距的传统解决方案每线性英寸支持80个差分线对,而3.00mm间距的传统解决方案则支持四路由(quad-route)信号迹线(每层两对),有助于减少PCB层数。

Impel连接器系统的共面解决方案,支持直角子卡接插至直角接头,增加了系统的可升级性。

Impel的正交架构方案,提供3至6线对配置,每个正交节点可以从18个差分线对扩展至72个差分线对。

Impel连接器系统提供正交方向的直接PCB连接(正交直连),以缩短系统通道长度,改进信号完整性通道性能。与传统的背板连接和中间板连接系统相比,这种互连结构有利于改善空气流动,降低对板空间的占用,并简化物料的供应链管理,降低应用成本。

Impel背板连接器“细节”中的优势

如果再进一步剖析,我们就能发现Impel背板连接器的更多设计细节,而正是这些“细节”,决定了产品出众的特性。

Molex的Impel连接器技术(正在申请专利),搭配紧密耦合的差分对结构,可以为连接器系统提供理想的信号完整性和机械隔离特性。

 

交错式插头引脚接口设计,为信号引脚提供了可靠的机械隔离,并消除了应用现场对插针弯曲的担忧,可以提供“先插后断(first-mate- last-break)”的能力。

 

提供多个引脚间距选项,包括1.90mm间距的宽边耦合结构、2.35mm间距的正交结构、3.00mm间距的四路由结构。这些引脚结构具有出色的互连密度和电气性能,以及低串扰、低插入损耗特性,能够保证在20GHz频率范围内各通道间的性能变化最小化。

引脚兼容,可实现与不同高端系统架构的向后和向前兼容,便于用户将系统数据传输速率从25Gbps升级至40Gbps。

增强的0.36mm金属化孔直径,满足制造长宽比,同时改善电气性能。

标称阻抗92Ω,有助于户尽可能减少阻抗不连续情况的发生。

采用无时滞设计,因此无需在PCB布线上补偿连接器时滞。

符合IEEE 10GBASE-KR和光学网络互连论坛(OIF)Stat Eye规定的通道性能,经验证符合端到端的信道性能要求。

提供定制电缆组件,为所有Impel插头和插座提供了一套完整的信道解决方案,有利于根据具体应用规格实现灵活的设计。

 

通过上面的介绍,相信大家都已经认识了这款Impel高速背板连接器系统。实际上,该背板互连方案设计的初衷,就是想用一个高度灵活的高密度、高性能、小体积的解决方案,去适应不断发展的高速背板互连的需求,使用户能够以更方便、灵活、更具性价比优势的方式升级到更高数据速率的系统,而无需重新设计现有架构。

从Impel高速背板连接器系统的实际表现来看,确实达到了这样的设计目的,完全能够胜任各种高速背板应用场景的要求。如果你是一位“考官”,会给Impel这位高速背板互连“优等生”的表现打多少分呢?

原文标题:高速背板连接器中的“优等生”:Molex Impel背板互连系统,介绍你认识一下!

文章出处:【微信公众号:贸泽电子】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

 审核编辑:彭菁 

相关推荐

相关文章