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Backplane de alta velocidade e padrões relacionados

Plano traseiro É uma espécie de especial PCB que fornece principalmente canais de interconexão para vários tipos de sub-cartões no sistema, incluindo sinal, fonte de alimentação, interface de gerenciamento, etc. A estrutura também desempenha um papel de apoio para o sub-cartão.

A diferença entre o backplane de alta velocidade e o backplane ordinário é que a taxa de interconexão do sinal no backplane de alta velocidade é alta, e o PCB materiais e conectores backplane utilizados são relacionados à alta velocidade. A figura abaixo mostra o tradicional sistema de interconexão backplane de alta velocidade, que é composto principalmente de backplane, sub cartão e conector.

O desempenho passivo de alta velocidade do sistema de interconexão de backplane de alta velocidade é principalmente afetado pelos seguintes fatores:

1. Estrutura laminada e encaminhamento de sub cartão e backplane

2. Desempenho do conector Backplane

3. Capacitância AC e via

4. Embalagem do chip

Atualmente, IEEE e OIF são as definições padrão de estrutura de interconexão backplane, que introduzimos no artigo anterior. O padrão para aplicação de backplane no IEEE é Kr, como 40gbase-kr4. O padrão de aplicação de plano de fundo no OIF é LR, como cei-25g-lr. Ambas as especificações têm requisitos de índice de referência de domínio de frequência mais detalhados para o sistema de interconexão de plano de fundo.

Além do tradicional sistema backplane existe também uma estrutura ortogonal do sistema backplane. Na estrutura ortogonal do plano traseiro, os cartões de serviço e os cartões de comutação de ambos os lados são inseridos diretamente no plano traseiro em ângulo vertical. O backplane pode conectar múltiplos cartões de serviço e cartões de comutação apenas através de conectores ortogonais. A conexão de roteamento do backplane médio é omitida, o que pode tornar o comprimento total de roteamento mais curto e a atenuação menor.

No entanto, devido ao ângulo vertical das placas de ambos os lados no sistema de plano de fundo ortogonal, o duto de ar não é fácil de projetar, então o maior problema é a má ventilação e dissipação de calor de toda a máquina. Além disso, o comprimento da via no plano traseiro é geralmente longo e a descontinuidade da impedância é grave, resultando em crossover de desempenho de alta velocidade.

A fim de resolver os problemas acima, a indústria propôs a tecnologia de arquitetura ortogonal direta, isto é, não há plano traseiro central, e o cartão de visita e o cartão de troca são conectados diretamente através do conector, de modo que o efeito de dissipação de calor seja melhor. Ao mesmo tempo, não há mais backplane através do buraco, o que melhora o desempenho da integridade do sinal.

Tanto o IEEE quanto o OIF definem apenas o desempenho elétrico das aplicações de interconexão de backplane e não definem padrões específicos de arquitetura de backplane, como conectores de backplane padrão, tamanho de backplane, gerenciamento de sistema, etc.

ATCA é um dos padrões com a definição de arquitetura de backplane de alta velocidade. ATCA (Advanced Telecom Computing Architecture) é formulada pela PICMG e visa principalmente aplicações de nível de operação de telecomunicações. O ATCA consiste em uma série de especificações, incluindo as especificações principais que definem a estrutura, fonte de alimentação, dissipação de calor, interconexão e gerenciamento do sistema.

Em termos de estrutura de plano de fundo, o ATCA suporta uma variedade de topologias, como a rede inteira e a estrela dupla. Em termos de protocolo de transmissão backplane, ele também suporta Ethernet, PCIe e sRIO. A versão mais recente suporta aplicativos 100gbase-kr4, ou seja, a taxa máxima de um único canal é de 25gbps.

A ATCA também define conectores padrão especiais de plano de fundo adfplus e ADF ++, que correspondem a aplicações de taxa de 10g e 25g, respectivamente.

ATCA suporta vários protocolos na transmissão backplane, e padrões elétricos também podem se referir aos requisitos de protocolo correspondentes. Para a transmissão de aplicações de backplane como 10GBASE Kr / 100gbase kr4 de Ethernet, o padrão ATCA define padrões e processos de teste rigorosos, incluindo os requisitos de especificação de uma variedade de dispositivos de teste.

Aplicação de equipamentos de telecomunicações