高速串行協(xié)議之10GBASE-KR

2017-10-17  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展,信號(hào)傳輸?shù)乃俾室呀?jīng)越來(lái)越快,目前總線帶寬已經(jīng)發(fā)展到100Gbps/400Gbps,正在向1000Gbps帶寬邁進(jìn)。XAUI/XLAUI,SFP+,PCIE,SATA,QPI等都屬于串行總線,傳輸距離較短,板內(nèi)走線一般局限在50cm以下。對(duì)于ATCA架構(gòu)的高性能計(jì)算平臺(tái),由于需要很長(zhǎng)背板走線,因此IEEE在2007年發(fā)布了802.3ap標(biāo)準(zhǔn),此標(biāo)準(zhǔn)提出Backplane Ethernet概念,通常也把此標(biāo)準(zhǔn)叫做背板以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)。

在背板接口標(biāo)準(zhǔn)中(802.3ap),10G背板目前存在并行和串行兩種版本。并行(10GBASE-KX4)將10G信號(hào)拆分為4條通道,每條通道的速率都是3.125Gb/s(類似于XAUI)。串行(10GBASE-KR)定義了一條通道,采用64b66b編碼方式,速率為10.3125Gb/s。目前對(duì)于總帶寬有較高需求或者需要解決走線密集度過(guò)高的背板,許多芯片供應(yīng)商提供SerDes芯片均采用10GBASE-KR解決方案。

10GBASE-KR主要用于背板應(yīng)用,如刀片服務(wù)器、路由器和交換機(jī)的集群線路卡等,其中K代表背板,R代表64/66B編碼,10G則代表通信速率,作為信號(hào)完整性工程師來(lái),主要關(guān)注的協(xié)議要求如下。

1、差分阻抗要求:100ohm;

2、編碼方式:64b66b;

3、測(cè)試碼型:PRBS11;

4、通道無(wú)源要求:Fa、IL、RL、ILD、ICR、PSXT。

而無(wú)源要求這塊又分為Tx、Rx及Interconnect Channel,在此我們重點(diǎn)關(guān)注Interconnect Channel,協(xié)議定義如下。

IL:Insertion Loss即我們熟知的插入損耗。

Fa: Fitted attenuation,也叫損耗的均方,公式比較復(fù)雜。

ILD: Insertion Loss Deviation即插損的偏差,插損與Fa的差值也即對(duì)插損曲線波動(dòng)的要求。

The insertion loss deviation is the difference between the insertion loss and the fitted attenuation. ILD (f) = IL(f) – A(f)

ICR: Insertion loss to Crosstalk ratio即插損串?dāng)_比,對(duì)插損與串?dāng)_的要求。

PSXT: Power sum differential Crosstalk即總體差分串?dāng)_

這些要求有對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式,將公式編入軟件里面就能作為規(guī)范曲線,此外協(xié)議也有對(duì)應(yīng)的Matlab規(guī)范插件,將通道S參數(shù)輸入后就可以得到通道的判斷結(jié)果,如下結(jié)果所示。

您覺(jué)得10GBASE-KR協(xié)議里面的Interconnect Channel指的是背板及連接器通道還是從芯片輸出到芯片輸入背板加子卡的通道?

轉(zhuǎn)自:一搏科技高速先生 周偉 | 文

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