Conçu pour les périphériques informatiques plus petits, plus légers et plus fins
Partout dans le monde, les consommateurs et les entreprises exigent un accès accru au monde connecté. Cette demande est indépendante de l’endroit où se trouvent les gens ou de ce qu’ils font ; elle nécessite des appareils plus récents et plus petits avec des vitesses de connexion plus rapides pour permettre un accès sans effort significatif. La conception et le développement d’appareils présentant ces caractéristiques ont posé des défis uniques aux fabricants d’équipement d’origine (OEM) et aux fabricants de composants.
TE Connectivity est à l’avant-garde de ce développement de solutions d’interconnexion conçues pour aider les OEM à relever ces défis. La carte modulaire et la carte d’extension constituent des exemples de telles solutions d’interconnexion. Celles-ci sont utilisées pour ajouter un certain nombre de fonctionnalités telles que le Wi-Fi, le WWAN, le Bluetooth, le GPS et les disques SSD (Solid State Storage Drive) dans des appareils tels que des PC, des ordinateurs portables, des tablettes et des appareils de jeu.
Au sein du groupe de normalisation de l’industrie PCI-SIG, il y a eu une progression naturelle par rapport à la génération précédente de connecteurs de mini-cartes PCI Express avec le connecteur M.2 (facteur de forme de nouvelle génération, ou NGFF). Le connecteur M.2 a été conçu en tenant compte des gains de vitesse et de place, et pour assurer la compatibilité avec les principaux produits liés au développement d’appareils OEM.
Accélération de la vitesse
Le connecteur M.2 a été conçu pour le haute vitesse afin de répondre aux dernières spécifications de l’industrie telles que PCI Express 3.0, USB 3.0 et SATA 3.0. La capacité haute vitesse du connecteur M.2 provient de ses contacts au profil optimisé sur ses parties supérieure et inférieure. Le signal se déplace du point de connexion de la carte de circuit imprimé (PCB) (point A dans les figures 1 et 2) au point de connexion de la carte modulaire (point B dans les figures 1 et 2) et vice versa. Le connecteur de la mini-carte PCIe comporte des contacts matricés, qui ont de grandes sections métalliques (ovale rouge sur la Figure 1) utilisées pour conserver les contacts dans le boîtier. Comme ces grandes sections ne sont pas sur le chemin direct de A à B (ou de B à A), elles peuvent être qualifiées de bras de réactance du signal. Ce bras de réactance augmente la capacité dans cette zone et génère un couplage de bruit, réduisant les performances de contact à des fréquences plus élevées. Les contacts du connecteur M.2 (illustrés à la Figure 2) ont des contacts matricés et formés, ce qui élimine le grand bras de réactance du signal. Ce chemin de signal très direct permet une bien meilleure capacité sur toute la trace du signal et améliore les performances.
En examinant les tracés de perte par insertion différentielle à titre de comparaison, le connecteur de mini-carte PCIe traverse le point de -2 dB autour de 6,75 GHz (illustré à la Figure 3), tandis que le connecteur M.2 maintient une perte inférieure à -2 dB jusqu’à 12 GHz (Figure 4), ce qui permet encore largement de prendre en charge les performances au-delà des dernières spécifications PCIe 3.0, USB 3.0 et SATA 3.0.
Figure 3 : Perte par insertion différentielle du connecteur de mini-carte PCI Express à 85 Ω
Figure 4 : Perte par insertion différentielle du connecteur M.2 2.25H à 85 Ω
Gain de place
Le connecteur M.2 est également conçu pour économiser de l’espace. Avec le pas le plus petit de 0,5 mm, par rapport au pas de 0,8 mm du connecteur de mini-carte PCIe, le connecteur M.2 permet d’économiser plus de 20 % de l’espace de la PCB. La hauteur du connecteur est également réduite de moins de 4 mm à 2,25 mm pour les cartes de module simple face. Pour les cartes de module double face, la hauteur du connecteur M.2 atteint 3,2 mm, ce qui représente toujours une réduction de 20 % par rapport à celle de la mini-carte PCIe.
Tableau 1 : Connecteur mini-carte et connecteur M.2
Améliorations par rapport au connecteur de mini-carte PCIe
L’un des aspects de la conception du connecteur TE Connectivity M.2 est le processus d’insertion inclinée en trois
étapes. Ce processus (illustré à la Figure 5) permet deux améliorations par rapport au connecteur de mini-carte
PCIe. La première amélioration est le gain de place pour la PCB près du vissage de la carte
de module. La carte modulaire à un angle de 25° permet de placer des composants plus hauts
près de cette zone vissée et d’obtenir une plus grande flexibilité de conception ainsi que de gagner de la place pour
les fabricants. Avec une carte modulaire installée parallèlement à la carte mère, des composants plus hauts
pourraient interférer avec le chemin d’insertion. La deuxième amélioration concerne le processus d’insertion de
la carte modulaire pour les opérateurs. Comme l’insertion se fait manuellement, plus la main de l’opérateur est éloignée
de la carte mère, plus les risques d’endommagement des composants de la carte mère
sont faibles.
Les avantages de performances du connecteur M.2 sont déjà mesurables, mais comme le marché des
cartes de module conçues pour la plateforme de connecteur M.2 en est à ses balbutiements, les véritables limites de performances
du connecteur prendront quelque temps avant d’être connues. Tandis que le marché des cartes modulaires
continue de se développer et de croître, les performances du connecteur M.2 devraient
se démarquer davantage de celles de la plateforme de connecteurs PCIe Mini Card.
Le connecteur M.2 est un autre exemple de TE Connectivity ouvrant la voie sur le marché
de la connectivité électronique grand public. Avec des ressources d’ingénierie expertes partout au monde en matière de conception
et de fabrication, des relations solides avec des clients clés et une présence dans de nombreux comités
de normalisation de l’industrie, TE continuera à développer des solutions plus petites, plus rapides et plus performantes pour
des exigences toujours supérieures.
Figure 5 : Processus d’insertion en trois étapes du connecteur M.2
Conçu pour les périphériques informatiques plus petits, plus légers et plus fins
Partout dans le monde, les consommateurs et les entreprises exigent un accès accru au monde connecté. Cette demande est indépendante de l’endroit où se trouvent les gens ou de ce qu’ils font ; elle nécessite des appareils plus récents et plus petits avec des vitesses de connexion plus rapides pour permettre un accès sans effort significatif. La conception et le développement d’appareils présentant ces caractéristiques ont posé des défis uniques aux fabricants d’équipement d’origine (OEM) et aux fabricants de composants.
TE Connectivity est à l’avant-garde de ce développement de solutions d’interconnexion conçues pour aider les OEM à relever ces défis. La carte modulaire et la carte d’extension constituent des exemples de telles solutions d’interconnexion. Celles-ci sont utilisées pour ajouter un certain nombre de fonctionnalités telles que le Wi-Fi, le WWAN, le Bluetooth, le GPS et les disques SSD (Solid State Storage Drive) dans des appareils tels que des PC, des ordinateurs portables, des tablettes et des appareils de jeu.
Au sein du groupe de normalisation de l’industrie PCI-SIG, il y a eu une progression naturelle par rapport à la génération précédente de connecteurs de mini-cartes PCI Express avec le connecteur M.2 (facteur de forme de nouvelle génération, ou NGFF). Le connecteur M.2 a été conçu en tenant compte des gains de vitesse et de place, et pour assurer la compatibilité avec les principaux produits liés au développement d’appareils OEM.
Accélération de la vitesse
Le connecteur M.2 a été conçu pour le haute vitesse afin de répondre aux dernières spécifications de l’industrie telles que PCI Express 3.0, USB 3.0 et SATA 3.0. La capacité haute vitesse du connecteur M.2 provient de ses contacts au profil optimisé sur ses parties supérieure et inférieure. Le signal se déplace du point de connexion de la carte de circuit imprimé (PCB) (point A dans les figures 1 et 2) au point de connexion de la carte modulaire (point B dans les figures 1 et 2) et vice versa. Le connecteur de la mini-carte PCIe comporte des contacts matricés, qui ont de grandes sections métalliques (ovale rouge sur la Figure 1) utilisées pour conserver les contacts dans le boîtier. Comme ces grandes sections ne sont pas sur le chemin direct de A à B (ou de B à A), elles peuvent être qualifiées de bras de réactance du signal. Ce bras de réactance augmente la capacité dans cette zone et génère un couplage de bruit, réduisant les performances de contact à des fréquences plus élevées. Les contacts du connecteur M.2 (illustrés à la Figure 2) ont des contacts matricés et formés, ce qui élimine le grand bras de réactance du signal. Ce chemin de signal très direct permet une bien meilleure capacité sur toute la trace du signal et améliore les performances.
En examinant les tracés de perte par insertion différentielle à titre de comparaison, le connecteur de mini-carte PCIe traverse le point de -2 dB autour de 6,75 GHz (illustré à la Figure 3), tandis que le connecteur M.2 maintient une perte inférieure à -2 dB jusqu’à 12 GHz (Figure 4), ce qui permet encore largement de prendre en charge les performances au-delà des dernières spécifications PCIe 3.0, USB 3.0 et SATA 3.0.
Figure 3 : Perte par insertion différentielle du connecteur de mini-carte PCI Express à 85 Ω
Figure 4 : Perte par insertion différentielle du connecteur M.2 2.25H à 85 Ω
Gain de place
Le connecteur M.2 est également conçu pour économiser de l’espace. Avec le pas le plus petit de 0,5 mm, par rapport au pas de 0,8 mm du connecteur de mini-carte PCIe, le connecteur M.2 permet d’économiser plus de 20 % de l’espace de la PCB. La hauteur du connecteur est également réduite de moins de 4 mm à 2,25 mm pour les cartes de module simple face. Pour les cartes de module double face, la hauteur du connecteur M.2 atteint 3,2 mm, ce qui représente toujours une réduction de 20 % par rapport à celle de la mini-carte PCIe.
Tableau 1 : Connecteur mini-carte et connecteur M.2
Améliorations par rapport au connecteur de mini-carte PCIe
L’un des aspects de la conception du connecteur TE Connectivity M.2 est le processus d’insertion inclinée en trois
étapes. Ce processus (illustré à la Figure 5) permet deux améliorations par rapport au connecteur de mini-carte
PCIe. La première amélioration est le gain de place pour la PCB près du vissage de la carte
de module. La carte modulaire à un angle de 25° permet de placer des composants plus hauts
près de cette zone vissée et d’obtenir une plus grande flexibilité de conception ainsi que de gagner de la place pour
les fabricants. Avec une carte modulaire installée parallèlement à la carte mère, des composants plus hauts
pourraient interférer avec le chemin d’insertion. La deuxième amélioration concerne le processus d’insertion de
la carte modulaire pour les opérateurs. Comme l’insertion se fait manuellement, plus la main de l’opérateur est éloignée
de la carte mère, plus les risques d’endommagement des composants de la carte mère
sont faibles.
Les avantages de performances du connecteur M.2 sont déjà mesurables, mais comme le marché des
cartes de module conçues pour la plateforme de connecteur M.2 en est à ses balbutiements, les véritables limites de performances
du connecteur prendront quelque temps avant d’être connues. Tandis que le marché des cartes modulaires
continue de se développer et de croître, les performances du connecteur M.2 devraient
se démarquer davantage de celles de la plateforme de connecteurs PCIe Mini Card.
Le connecteur M.2 est un autre exemple de TE Connectivity ouvrant la voie sur le marché
de la connectivité électronique grand public. Avec des ressources d’ingénierie expertes partout au monde en matière de conception
et de fabrication, des relations solides avec des clients clés et une présence dans de nombreux comités
de normalisation de l’industrie, TE continuera à développer des solutions plus petites, plus rapides et plus performantes pour
des exigences toujours supérieures.
Figure 5 : Processus d’insertion en trois étapes du connecteur M.2
