高速串行協議之10GBASE-KR

2017-10-17  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

隨著電子通信技術的發展,信號傳輸的速率已經越來越快,目前總線帶寬已經發展到100Gbps/400Gbps,正在向1000Gbps帶寬邁進。XAUI/XLAUI,SFP+,PCIE,SATA,QPI等都屬于串行總線,傳輸距離較短,板內走線一般局限在50cm以下。對于ATCA架構的高性能計算平臺,由于需要很長背板走線,因此IEEE在2007年發布了802.3ap標準,此標準提出Backplane Ethernet概念,通常也把此標準叫做背板以太網接口標準。

在背板接口標準中(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。目前對于總帶寬有較高需求或者需要解決走線密集度過高的背板,許多芯片供應商提供SerDes芯片均采用10GBASE-KR解決方案。

10GBASE-KR主要用于背板應用,如刀片服務器、路由器和交換機的集群線路卡等,其中K代表背板,R代表64/66B編碼,10G則代表通信速率,作為信號完整性工程師來,主要關注的協議要求如下。

1、差分阻抗要求:100ohm;

2、編碼方式:64b66b;

3、測試碼型:PRBS11;

4、通道無源要求:Fa、IL、RL、ILD、ICR、PSXT。

而無源要求這塊又分為Tx、Rx及Interconnect Channel,在此我們重點關注Interconnect Channel,協議定義如下。

IL:Insertion Loss即我們熟知的插入損耗。

Fa: Fitted attenuation,也叫損耗的均方,公式比較復雜。

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

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即插損串擾比,對插損與串擾的要求。

PSXT: Power sum differential Crosstalk即總體差分串擾

這些要求有對應的計算公式,將公式編入軟件里面就能作為規范曲線,此外協議也有對應的Matlab規范插件,將通道S參數輸入后就可以得到通道的判斷結果,如下結果所示。

您覺得10GBASE-KR協議里面的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?

轉自:一搏科技高速先生 周偉 | 文

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