连接器正在适应高速通信

过去10年间频率/传送速度的提高非常快。速度从0.1Gbps增长到目前已超过10Gbps的速度，并正向更高速发展。ERNI(恩尼)新加坡公司的市场经理许永丰3月在慕尼黑上海电子展期间表示：“在快速的频率增长状况下，连接器的解决方案也在不断推陈出新。”

如果传送速度在1Gbps左右，你还可用2mm硬公制连接器；若在2.5Gbps应用的话，连接器还可用差分屏蔽的2mm的产品；但若传输到5Gbps时，就要用专门的2mm硬公制压接式的连接器；如果要到10Gbps，就要用到诸如ERNI公司的ERmet 0XT或光纤背板等方案了；40Gbps要用光纤解决方案(图1)。

图1  现有的高速连接解决方案

 

5Gbps的连接方案

速度在5Gbps、走线长度为600mm、PCB板材料为FR4的情况下的连接器方案时较为热门。在这样高速的电路集成中，连接器的影响不可小视。从眼图可知，如果信号是通过媒介传送的话，最大眼图张度可达到46%左右；若通过媒介和二个连接器传送的话，整个眼图张度仅为13%。

由此可见，在5Gbps时连接器成了高速设计的瓶颈。连接器的频率响应、阻抗、串音、时滞、传播延迟等都是固定不变的因素；而可变的因素是：可以考虑PCB板的材料采用低损耗的介质，在PCB通孔设计方面实施另类(alternate)的钻洞，也可采用差分走线耦合。

从连接器到PCB板的接口方面，用户可考虑路由、线脚(Stubbing)效果、引脚(footprint)的噪音，必须增加反焊盘、走线形状。

以上都是无源元件方面的考虑。若还必须要进一步提高数据传送的速度，走线长度又要求很长，可以考虑通过半导体的有源器件来增加速度或距离，例如可使用均衡法、预放大法或者编码法。

从客户角度来看，对高速连接器也提出了很多要求，例如要有差分高速性能；出色的引脚与简易的走线；还希望有坚固的接合；同时达到高效的生产，以降低成本，等等。

 

ERNI的解决方案

德国ERNI集团的连接器ERmet ZD是2mm HM(Hard Metric，硬公制)连接器的代表性产品之一，特别为高速差分应用而设计，具有简易的走线，还有为高速应用而优化的线宽与走线空间，支持速度达到5.0Gbps以上。

为了提高ERmet ZD的兼容性，ERNI与连接器公司Tyco进行了战略合作，确保在ERmet ZD上完全兼容。

ERmet ZD也被一些国际标准采纳：PICMG 3.0 AdvancedTCA为高速通信设备结构，在数据传输接插件区采用高达5个ERmet ZD作为高速连接元件；VITA标准机构也选定ERmet ZD作为其最新串行计算体系VITA 34的高速连接器。