高速串行协议之10GBASE-KR

2017-10-17  by:CAE仿真在线  来源:互联网

随着电子通信技术的发展,信号传输的速率已经越来越快,目前总线带宽已经发展到100Gbps/400Gbps,正在向1000Gbps带宽迈进。XAUI/XLAUI,SFP+,PCIE,SATA,QPI等都属于串行总线,传输距离较短,板内走线一般局限在50cm以下。对于ATCA架构的高性能计算平台,由于需要很长背板走线,因此IEEE在2007年发布了802.3ap标准,此标准提出Backplane Ethernet概念,通常也把此标准叫做背板以太网接口标准。

在背板接口标准中(802.3ap),10G背板目前存在并行和串行两种版本。并行(10GBASE-KX4)将10G信号拆分为4条通道,每条通道的速率都是3.125Gb/s(类似于XAUI)。串行(10GBASE-KR)定义了一条通道,采用64b66b编码方式,速率为10.3125Gb/s。目前对于总带宽有较高需求或者需要解决走线密集度过高的背板,许多芯片供应商提供SerDes芯片均采用10GBASE-KR解决方案。

10GBASE-KR主要用于背板应用,如刀片服务器、路由器和交换机的集群线路卡等,其中K代表背板,R代表64/66B编码,10G则代表通信速率,作为信号完整性工程师来,主要关注的协议要求如下。

1、差分阻抗要求:100ohm;

2、编码方式:64b66b;

3、测试码型:PRBS11;

4、通道无源要求:Fa、IL、RL、ILD、ICR、PSXT。

而无源要求这块又分为Tx、Rx及Interconnect Channel,在此我们重点关注Interconnect Channel,协议定义如下。

IL:Insertion Loss即我们熟知的插入损耗。

Fa: Fitted attenuation,也叫损耗的均方,公式比较复杂。

ILD: Insertion Loss Deviation即插损的偏差,插损与Fa的差值也即对插损曲线波动的要求。

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即插损串扰比,对插损与串扰的要求。

PSXT: Power sum differential Crosstalk即总体差分串扰

这些要求有对应的计算公式,将公式编入软件里面就能作为规范曲线,此外协议也有对应的Matlab规范插件,将通道S参数输入后就可以得到通道的判断结果,如下结果所示。

您觉得10GBASE-KR协议里面的Interconnect Channel指的是背板及连接器通道还是从芯片输出到芯片输入背板加子卡的通道?

转自:一搏科技高速先生 周伟 | 文

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