Tendência
Uma solução 3D para um desafio crescente
Em uma tentativa de atender às crescentes demandas por maior desempenho, os provedores de equipamentos de comunicação estão mudando para velocidades mais altas em suas placas de circuito impressos internos (PCBs). As taxas de sinal de 28Gbps estão agora em fases de projeto, com taxas de 56Gbps e 112Gbps no futuro.
O desafio é que as placas de circuito impresso não são adequadas para lidar com essas velocidades mais altas – elas têm problemas com a integridade do sinal (ruído, perda de inserção, amplitude etc.), e isso limita a distância que os traços da placa de circuito impresso podem carregar de forma confiável um sinal de alta velocidade. Como resultado, os designers de placa de circuito impresso devem lidar com as limitações do layout da placa ou passar para materiais de placa de circuito impresso de maior desempenho, porém mais dispendiosos.
As soluções de cobre de placa intermediária (MBCu) usam conectores e conjuntos de cabos para enfrentar esse desafio. Ao contornar a placa de circuito impresso, uma solução MBCu oferece maior flexibilidade de design, custos mais baixos e desempenho muito melhor de integridade do sinal. Com um cabo que pode se estender a qualquer componente dentro da caixa ou mesmo a dispositivos externos fora da caixa, uma solução de conectividade MBCu transforma um design de placa de circuito bidimensional em um espaço 3D onde muito mais configurações são possíveis.
Vejamos algumas das considerações de design para especificar soluções de cobre de placa intermediária.
"Uma solução de MBCu transforma um design de placa de circuito bidimensional em um espaço 3D onde muito mais configurações são possíveis."
Considerações de design
Existem vários critérios nos quais os designers devem pensar ao considerar uma solução de cobre de placa intermediária, incluindo flexibilidade, taxa de sinal, perda de inserção, distância, configuração do conector e tipo de cabo.
Flexibilidade
Padrões dos conectores
Os designers têm que lidar com quase 30 padrões diferentes de conectores, incluindo PCIe, SAS, SATA, Ethernet e InfiniBand. É doloroso considerar usar um conector diferente para cada padrão, mas essa tem sido a prática até recentemente. Agora, é possível usar um design de conector para suportar todos os padrões. Para atender a esse requisito, a solução MBCu deve:
- Trabalhar em uma série de taxas de dados, de 8Gbps a 112Gbps
- Usar processos de fabricação padrão
- Oferecer opções de conexão vertical e horizontal
- Oferecer uma gama de opções de configuração de pinos para atender a todas as necessidades de design
- Aceitar uma conexão de cabo para levar o conector de uma solução 2D para uma solução 3D que permite conectividade flexível a componentes e dispositivos dentro e fora da caixa
- Ser econômica o suficiente para aplicações de menor desempenho, mas de alto desempenho o suficiente para aplicações de maior velocidade
As soluções MBCu estão sendo aplicadas em uma variedade de projetos. A interconexão Sliver da TE é uma solução tecnológica que permite múltiplos designs novos, inclusive 1) aplicações de cabo de placa intermediária, 2) aplicações de backplane/plano intermediário, 3) aplicações da placa de entrada PCIe de perfil baixo, 4) aplicações de borda de placa verticais e 5) aplicações de borda de placa horizontais.
Taxa de sinal
Soluções MBCu
Embora as placas de circuito impresso possam ser boas para transportar sinais de até 10 Gbps, elas começam a limitar o desempenho em velocidades mais altas. Os designers podem usar soluções MBCu para aumentar seus recursos de HPC, porque eles podem colocar um conector ao lado de um processador e conduzir o sinal tão rápido quanto o IC pode manipular. Com essa solução, a placa de circuito impresso não é mais um gargalo para o desempenho.
Perda de inserção e integridade do sinal
Rápido e Confiável
Os designers só podem tolerar tanta perda de inserção antes que os traços da placa de circuito impresso tenham que ficar muito curtos - menos de quatro polegadas para ir de um conector a um IC (Integrated Circuit, Circuito integrado). Uma solução de cobre de placa intermediária elimina essa restrição porque você pode usar um cabo para levar o sinal de forma rápida e confiável até onde você precisa levá-lo.
Sempre que você está roteando sinais através de traços em uma placa de circuito impresso, existem vários traços. Quando você está encaminhando os traços através de todos os componentes, você tem que estar ciente da integridade do sinal, e precisa fazer uma análise extra de integridade do sinal para garantir o desempenho adequado. Quando você usa um cabo, elimina problemas de integridade do sinal.
Distância
Alcance do sinal
As soluções MBCu vêm com vários cabos de bitola, mas todas fornecem sinais em distâncias maiores que as placas de circuito impresso. Por exemplo, um cabo de bitola 33 normalmente oferece uma economia 4X maior na perda de inserção; com cabos maiores (bitola 30 ou inferior), a melhoria da perda de inserção será ainda melhor. Como resultado, um design que impôs um limite de quatro polegadas usando uma placa de circuito impresso pode agora estender 16 polegadas usando um MBCu com um cabo de calibre 33. Isso promove a flexibilidade de design e simplifica o layout da placa de circuito impresso.
O sistema de interconexão Sliver, a solução líder de MBCu da TE, oferece cabos-fita e conjuntos de cabos TwinAx para maior flexibilidade de design.
Tipo de cabo
Soluções MBCu
As soluções MBCu devem oferecer uma escolha dos tipos de cabo: cabo-fita ou Twinax. O cabo-fita é usado para aplicações de menor velocidade como PCIe ou SAS, mas se o design exigir um sinal de 28Gbps ou de maior velocidade, ele provavelmente empregará um cabo Twinax discreto.
Configuração do conector
Tecnologia PCB
Em uma solução com um passo de 0,6 mm, a placa plugável que entra nele usa a tecnologia de placa de circuito impresso padrão. Quando você usa um produto MBCu com um passo de 0,5 mm, não pode usar a tecnologia atual de placa de circuito impresso que é típica do setor: tem que usar um conector de duas peças ou optar por usar laminados ball grid array (BGA) que são usados para aplicações muito apertadas e são mais caros. Além disso, você deve decidir se precisa de conectores de ângulo vertical ou reto, o que depende da aplicação. Uma solução que ofereça conectores de ângulo vertical e reto lhe dará mais flexibilidade.
Vantagens das soluções de cobre de placa intermediária
O que proporcionam a flexibilidade e redução de custos de uma solução MBCu? Eles oferecem uma plataforma unificada de alto desempenho para ser usada em uma variedade de interconexões em um sistema. Em vez de usar uma conexão para uma borda de placa e outra conexão para um cabo e uma terceira para um soquete, os designers têm uma plataforma que pode ser usada em vários lugares. Isso ajuda a simplificar e aprimorar os processos de qualificação e design. Além disso, o MBCus oferece uma alternativa econômica às conexões ópticas: um módulo óptico pode custar 6-7 vezes mais do que as soluções de cabo MBCu.
À medida que os fabricantes de equipamentos se movem para velocidades mais altas em suas placas de circuito impresso, as soluções MBCu estão se tornando uma alternativa atraente para transportar sinal dentro de um sistema, proporcionando maior flexibilidade de design, maior desempenho e custos mais baixos. Ao selecionar uma solução MBCu que atenda a todas as aplicações, os fabricantes podem economizar tempo de projeto e custos.
