피지컬 토토 사이트 설계,고속 신호 전송 및、노이즈 대책·열

28Gbps 직렬 전송의 실제 기계 검증

1.문서

통신 분야에서는、채널당 25Gbps 레벨 전송、신호 보상 기술과 전송로 기술이 발전함에 따라 이미 실용화되고 있습니다、현재는 56Gbps나 112Gbps의 실용화를 위한 검토가 적극적으로 이루어지고 있다。

한쪽、범용 인터페이스에서도、PCI Express Gen4(16Gbps) 표준화、Gen5(32Gbps)가 검토되기 시작했습니다。또、업무 방송 장비 시장에서 24G-SDI(23.76Gbps)의 표준화가 진행되고 있습니다、특히 의료 및 산업용 영상 전송 분야에서는 채널당 20Gbps 이상의 신호 전송이 실용화될 수 있음。

피지컬 토토 사이트에서 고속 신호 전송을 실현하는 가장 중요한 과제는、전송선의 손실 저감과 반사 저감에 의한 투과 특성 확보。전자는 전송로가 긴 경우에 특히 중요하다、저유전율, 저유전 탄젠트 기재의 사용으로 인한 유전 손실 감소、신호 배선 폭의 확대나 동박 표면의 평활화에 의한 도체 손실 저감에 의해 실현되고 있다。후자는 비아나 부품 실장용 패드 부위를 포함한 전송로 전체의 임피던스 정합에 의해 실현되고 있다。

이번、28Gbps 송수신 가능한 FPGA를 사용하여、전송 평가용 보드 개발、전송 평가를 했으므로 신고。

2. 평가 보드

평가 보드의 블록 다이어그램을 그림 1에 나타냅니다。FPGA 탑재 메인 기판 1대와 옵션 기판 2대로 구성됨。FPGA는 최대 28Gbps 송수신 가능한 GTY 트랜시버를 탑재하고 있는 Xilinx제의 XCKU15P-2FFVA1760(Kintex UltraScale+)를 사용했다。전송 경로로、다음 3개 경로를 평가했습니다。

첫 번째는、FMC+ 규격 대응 어레이형 커넥터로서 ASP-184329-01/ASP-184330-01(SEARAY)를 사용한 보드 간 루프백 시험。

두 번째는 구리 기반의 트윈 넥 케이블로 ECUE-08-020-T2-FF-B4-1-D1(FireFly Copper)을 사용한 루프백 테스트。

세 번째는、백플레인용 프레스 피팅 커넥터인 EBTF-4-10-2.0-S-RA-1/EBTM-4-10-2.0-S-VT-1(EXAMAX)을 사용한 보드 간 루프백 테스트。

피지컬 토토 사이트의 재료는 메인 기판이 저손실 재료(Megtron6)、옵션 기판이 일반 FR-4임。

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그림 1 평가 보드의 블록 다이어그램

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그림 2 평가 보드의 외관

3. 실험 결과

우선、FMC+ 커넥터를 통한 기판 간 전송 결과에 대해 설명。FPGA 탑재 메인 보드 + 옵션 기판으로 300mm 전후임。FPGA의 출력 조건은 차동 진폭 = 846mV、디엠퍼시스=0dB、수신자 이퀄라이저 조건은 DFE 없음(CTLE 전용) 조건에서 수행됨。FMCP[0:3] 경로의 BER 측정 결과를 도 3에 나타낸다。모든 경로에서 링크업 확인、BER10^-12을 얻을 수 있음。한쪽、채널당 BER 개구에 차이가 있음、패턴 피지컬 토토 사이트의 차이가 전송 품질에 영향을 미친다는 것을 알 수 있습니다。

図3　FMCP経路のBER測定結果

그림 3 FMCP 경로의 BER 측정 결과

　다음、FireFly 구리 케이블 전송 결과에 대해 설명。FireFly 케이블 길이는 200mm、FPGA와 FireFly 커넥터 사이의 기판 배선은 왕복 100mm、총 300mm의 전송로。FPGA 출력 조건은 FMCP의 경우와 동일。FireFly[0:3] 경로의 BER 측정 결과를 도 4에 나타낸다。모든 경로에서 BER10^-12을 얻을 수 있음。또、FMCP 경로와 비교、2배 이상의 BER 개구를 얻을 수 있습니다、금속 케이블을 이용한 장거리 전송 가능성을 검증할 수 있음。

그림 4 FireFly 경로의 BER 측정 결과

　마지막으로、EXAMAX 커넥터를 통한 보드 간 전송에 대해 설명。배선 길이는 메인+옵션으로 300mm、FPGA 출력 조건은 이전과 동일합니다。EXAMAX[0:3]경로의 BER 측정 결과를 도 5에 나타낸다。이 경우에도、BER10^-12을 얻을 수 있습니다、좋은 통신을 확인했습니다。