使用Xpeedic SnpExpert 分析25Gbps高速背板連接器

　摘要：背板是電信傳輸設(shè)備基礎(chǔ)。在超大容量的骨干網(wǎng)傳輸設(shè)備中，25Gbps背板互連設(shè)計越來越普遍，通過背板傳輸?shù)?5G高速信號會表現(xiàn)出嚴重的信號完整性問題。本文以100GBase-KR4設(shè)計規(guī)范為基礎(chǔ)，介紹25G高速背板設(shè)計中影響性能的主要因素，著重介紹高速連接器在背板設(shè)計中重要地位，并通過芯禾科技的仿真軟件（SnpExpert）來評估高速背板連接器的各種參數(shù)及性能，指導(dǎo)SI工程師對連接器的正確選型及使用。
　　關(guān)鍵字：高速連接器，信號完整性，插損，回損
　　1.引言
　　當前的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)都依賴于高速串行數(shù)據(jù)傳輸。隨著25Gbps以上串行鏈路應(yīng)用的普及，信號完整性（SI）問題越來越突出。使用合適的設(shè)計工具和設(shè)計方法來分析傳輸通道中的各個環(huán)節(jié)，就可清楚地觀察到這些復(fù)雜SI現(xiàn)象［1，2］：反射損耗，插入損耗，串擾，阻抗失配等。而連接器是高速傳輸通道中的重要組成部分，本文通過分析高速背板連接器的功能及特點，利用”SnpExpert” S參數(shù)分析軟件對連接器參數(shù)進行分析。
　　2. 背板介紹及性能要求
　　背板由許多不同組件組成，10Gbps以上的信號速率將在信號完整性上產(chǎn)生巨大挑戰(zhàn)，以前低速可忽略的因素在高速通道中會嚴重影響傳輸性能，因此需要對通道中每個設(shè)計環(huán)節(jié)進行仔細分析。如圖1所示，其信號鏈路中包含了多達10種的不同組件，從發(fā)送端開始依次為：發(fā)射芯片及封裝過孔子卡走線發(fā)送端連接器背板及走線接收端連接器子卡走線過孔最后到接收
　　芯片。每一個組件均各自擁有其阻抗變化。
　　
　　圖1 背板示意圖
　　信號在整個傳輸過程中，每個環(huán)節(jié)都會表現(xiàn)出信號完整性（SI）問題，例如插損、回損、串擾，從而大大降低系統(tǒng)性能［2］。
　　為了約束控制背板的損耗，IEEE的規(guī)范里對于背板的損耗都有嚴格的要求。根據(jù)100GBASE-KR4無源通道測試要求，測試范圍為背板連接器一端到背板連接器另一端（規(guī)范定義為TP0~TP5），插損（IL）、回損（RL）滿足如下公式［3］。