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連接器正在向高速低功耗化邁進

作者: XYCO 軒業(yè)連接器 編輯: 萱萱 來源: http://www.wouz.net 發(fā)布日期: 2019.06.20
信息摘要:
互聯(lián)網(wǎng)新的應用領域,如高清電視的興起,將不斷推動傳輸速度的要求.10G的以太網(wǎng)將會被提升到40G100G,甚至1T.整套硬件也會被要求相應更…

互聯(lián)網(wǎng)新的應用領域,如高清電視的興起,將不斷推動傳輸速度的要求. 10Gb的以太網(wǎng)將會被提升到40Gb100Gb,甚至1Tb. 整套硬件也會被要求相應更新. 面臨的挑戰(zhàn)是,如何找到合適的方案來保證高速信號在傳輸過程中不失真,損耗小。


這種電子工業(yè)傳輸速度高速化,功率密度化將會對連接器產(chǎn)生怎樣的影響呢?


過去二十年,高速信號和電源連接器經(jīng)歷了非比尋常的轉變. 工業(yè)標準2mm背板連接器主要被設計用在不高于1G頻率的場合. 對于更高的頻率, 允許一定串擾水平的環(huán)境, 可通過增加專用的地線pin來實現(xiàn),但pin數(shù)的增加使得成本急劇增加,產(chǎn)品變得很笨重. 隨著差分技術的快速導入,觸發(fā)新一代高速連接器的高速膨脹,差分技術高速連接器的特點是,將地線層溶入到連接器內(nèi)部,改善噪聲隔離,提高信號密度。


安費諾的TCS VHDM HSD和泰科電子的Z-Pack HM-Zd高頻連接器將帶寬擴到3.125Gb/s.法碼通(FCI) AirMax VS 高頻連接器把空氣用作絕緣介質,將端子錯位,取消內(nèi)部屏蔽, 給高頻連接器領域帶來不小的轟動. 連接器是否要屏蔽至今還爭論不休,故這個領域的連接器廠商提供帶屏蔽和不帶屏蔽的產(chǎn)品給客戶選擇.。


隨著客戶對傳輸速度的要求越來越高,連接器供應商不斷優(yōu)化微調(diào)他們的產(chǎn)品, 調(diào)整的內(nèi)容有:采用軟干涉(compliant pin)連接電路板技術(電路板的孔可以做得更小); 用定制的塑膠來補償信號傾斜(Skew); 推薦在電路板擴孔(counterbore). 半導體技術的發(fā)展(尤其是preemphasis&equalization), 使連接器廠商能夠展示他們更高頻率的產(chǎn)品.


背板連接器市場經(jīng)歷了新界面暴增時代,這些新界面連接器是為了迎接新一代應用的競爭而準備. 在這個領域主要有4個廠商: Amphenol TCS, FCI, Molex, Tyco Electronics. 他們均能供應20Gb/s的連接器.

連接器正在向高速低功耗化邁進

目前幾乎沒有量產(chǎn)的領域要求這么高的傳輸速度,但是這種高性能的連接器卻給了未來系統(tǒng)更新的空間,對系統(tǒng)設計者很有吸引力.

高速背板連接器是新系統(tǒng)硬件的至關重要零件,一旦在系統(tǒng)設計階段被選上, 很可能無法用別家的連接器替換。因為在10Gb/s以上工作頻率,若連接器的內(nèi)部結構不同,傳輸性能會大不一樣。有鑒于此,設備廠商與他們主要連接器供應商達成協(xié)議,要求連接器供應商共享設計和生產(chǎn)方面的知識產(chǎn)權,在設計和生產(chǎn)上具備足夠的一致性以保證界面的互換性及高速傳輸?shù)募嫒菪? 這種要求連接器供應商之間共賞連接器技術的做法是史上少見的,創(chuàng)了歷史先河,很可能是未來連接器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢。


材料和產(chǎn)品結構技術的發(fā)展拓寬了電纜組件的帶寬和提高電纜組件的傳輸速度。采用被動和主動的信號調(diào)理(signal conditioning)技術,銅件電纜能夠提供速度高于10Gb/s距離高達24米性價比優(yōu)越的方案。當銅件連接器接近它本身固有的極限時,帶寬幾乎不受限的光纖連接器被認為將取代銅件連接器. 然而銅件連接器的極限不斷被延伸的事實一次又一次令光纖零件供應商失望. 盡管如此,光電轉換器的價格不斷下降及帶寬不斷增加必定會使光纖連接器在I/O, 甚至背板領域成為銅件連接器的有力競爭者, 但恐怕沒有人能準確預計具體什么時候出現(xiàn)這種情景. 近年來,電纜密度高的數(shù)據(jù)中心和服務器群場合使系統(tǒng)設計者考慮到光纖線纜的尺寸大小和重量優(yōu)勢。

連接器正在向高速低功耗化邁進

所有帶寬的增加都會導致更大功率消耗, 一個簡單的處理器的功率就有100瓦,自1995年起,功率一直在增加, 雖然大家認識到問題的嚴重性,功率增加的速度在減緩,但從系統(tǒng)面來看,功率還是一直增加. 曾經(jīng)有些年,電源連接器生存在較小的利基市場. 大部分主要的連接器廠商供應標準的電源連接器,而少數(shù)幾個供應商則完全專注于這個連接器領域. 這個時期的電源連接器的主要特點是,個頭很大,應用欠靈活性,成本高,難于量化. 系統(tǒng)設計者往往選擇一家連接器廠商. 廠家經(jīng)常將額定電流標得較大(實際應用達不到規(guī)格值), 這種局面在之后一段時間發(fā)生極大的變化。


SSI是一個工業(yè)標準,該標準建立了服務器的總體框架,也定義了整個服務器的機械機構,其中包括電源連接器。有幾家連接器廠商隨后開發(fā)了滿足該標準要求的電源連接器,這類連接器的特點是,模塊化(具有很大的應用靈活性),個頭矮,效率高,相對成本低. 有趣的是,SSI標準在服務器工業(yè)領域并未被廣泛接受,但以它為標準的電源連接器卻被用到各種設備電源里。


這種標準的連接器極受市場歡迎,市場進一步反饋電源連接器應具備如下特點:高導電率;具有靈活性的模塊設計---以致輕微的模具調(diào)整便能生產(chǎn)出客戶所要的定制產(chǎn)品,便于與信號連接器組合組成客戶所需的電源信號混合連接器;連接器塑膠外殼很矮---占用更小的空間及有利于空氣流通,提高散熱能力和載流能力. 基于市場對新型電源連接器的青睞,主流的電源連接器廠商大力擴展此類連接器. 傳統(tǒng)的電源連接器廠商加速導入對用戶更加友好,更具靈活性的產(chǎn)品. 有幾款電源連接器,塑膠外殼內(nèi)部被掏空并且開了很多縫和孔,極利于空氣流動,載流能力甚為理想. 


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