1. 소개

고속 시리얼 전송에서는、Tx와 Rx 사이의 투과 특성(전송 손실: Sdd21)에 따른 신호가 전파되기 때문에、이 특성 확보와 정량 평가가 중요하다。전송선의 손실은、반도체의 파형 보정 기능을 사용하여、일정한 복구 가능。그러나、근년、고속 IO 단자 증가、고밀도화와 함께、차동 쌍 간의 크로스토크 영향으로、충분하게 파형 보정이 이루어지지 않음、결과、전송 거리와 전송 속도가 제한되는 문제가 발생한다(그림 1)。

그림 1 고속 시리얼 신호 전송에 미치는 차동 크로스토크의 영향

본 검토에서는、차동 배선이 동일한 층 또는 층간에 인접한 평가 합법 도박 사이트을 사용하여、크로스토크가 전송 품질에 미치는 영향 및 대책 방법에 대한 실제 평가에 의해 검증됨。

2.방법

차동 3쌍이 동일 층 내 또는 층간에 인접한 크로스토크 검증을 위한 평가 합법 도박 사이트을 제작했다。SMA 동축 커넥터가 구현되었습니다、네트워크 분석기를 사용하여 주파수 특성 및 TDR 측정 가능。또、동축 케이블을 통해、의사 랜덤 신호 패턴(PRBS)이 입출력 가능한 FPGA 보드에 연결、전송 실현 가능성 검증。계층 간 크로스토크 검증의 예로、라인 카드와 후면판을 모의한 시스템을 도 2에 나타낸다。

그림 2 실제 기계 검증 시스템

여기、신호 전송 경로를 통과한 후의 아이 패턴(신호 파형을 겹쳐 쓴 것)을 샘플링 오실로스코프를 이용하여 실측하거나、FPGA 내 이퀄라이저 후 BER을 전용 도구로 검증했습니다。

3.결과

동일한 층 내의 크로스토크 검증의 예로서、결합 배선 길이가 300mm인 경우 외층 배선 및 내층 배선의 아이 패턴、BER 검증 결과를 도 3에 나타낸다。

그림 3 동일 층 내의 차동 크로스토크 검증 예

외층 배선의 경우、가해자 없음(단일 채널 동작)에 비해、가해자(차동 3쌍 동시 동작) 시 전송 품질이 저하됨。한쪽、내층 배선은 가해자의 유무에 관계없이 동등한 품질이었다。크로스토크 대책의 관점에서、투과 특성을 확보할 수 있다고 가정、내층 배선이 옵션이 됨。

층간 크로스토크 검증의 예로서、(a) 커넥터 삽입용 스루홀의 클리어런스가 크다、층간에 배선이 겹치는 경우와 (b) 이것이 작다、배선 중첩이 없는 경우의 BER 검증 결과를 도 4에 나타낸다。

그림 4 계층 간의 차동 크로스토크 검증 예(12Gbps)

(a)에서、동시 작동 시 전송 품질이 크게 저하됨、(b)에서는 동등한 품질이었다。

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