SAMTEC100%原厂原装正品PCIE--系列现货提供(含型号参数应用)
8
PCIEC-85
的PCI Express跳线
高速设计中
的PCI Express应用
第三代 - 8.0 GT /秒
版权和商标
版权所有©2015年的Samtec公司
应用笔记
系列：PCIEC-85的PCI Express跳线电缆组件，85欧姆
标准：PCI Express的第3代，8 GT /秒
修订日期：2015年1月8日2015年版权所有
Samtec公司
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抽象
所述的PCI Express的主要目的是作为高性能串行接口
针对在桌面，移动，工作站，服务器，通信使用
平台和嵌入式设备。正如任何现代高速串行设计，
一个实际的PCI Express互连的性能高度依赖于
的实施。在技术的最新进展已经允许的PCI Express
设计可靠地达到8.0 GT / S使用普通的PCB材料和先进的
Tx和Rx均衡技术。本文介绍一种统计模拟
适用于经过验证的设计Samtec公司合规方法。本应用笔记
旨在帮助工程师部署的通过连接两块PCB卡的系统
Samtec公司的系列高速的PCI Express跳线85欧姆电缆组件。
为了演示使用Samtec公司的PCIEC的PCI Express 85欧姆的可行性
跳线电缆组件配合与标准FR4一个PCIE高速接口
环氧多氯联苯，统计模拟将用于表征完整的Tx模切于─
接收芯片PCIE 8.0 GT / s的信道，使用Samtec公司最后一英寸™S参数
连接器和完整的互连通道，包括所有的建模
侵略者串扰的影响。
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介绍
Samtec公司已开发连接器的全线产品被设计成
支持串行速度高达8 GT /秒，每个PCI的最大传输速率
EXPRESS®数据通道。与TeraSPEED对这咨询工作，他们已经开发出一种
为的Samtec公司行中的每个成员的完整和突破路由解决方案
高速连接器，被称为最后一英寸™。
为了演示使用Samtec公司PCIEC 85欧姆跳线的可行性和
在的PCI Express应用程序与标准的FR4环氧树脂印刷电路板，连接器S参数
在配对连接器和PCB的机型，具有统计学一起
模拟技术，将用于扫过的各种电缆长度
设计空间，以显示一个最终遵守区域。
的的PCI Express规范
的PCI Express 8.0 GT / s链路是基于信号处理的最新进展
技术采用先进的Tx和Rx均衡。一个的PCI Express链路
由两个组件之间的双单工通信信道的
物理上由两个低电压，差分信号对。在PCI
Express®基本规范定义的链接（一个发射器的一半和
接收器）作为电子块。用于本文的设计模型是
在串联操作三个电子块，一个受害者被2包围
侵略者，在同一方向前进的所有比特流。
为电气子块的详细规格可在部分开始找到
在PCIExpress®基本规范4.3和整个将被称为
本文的其余部分。详细规格通道开始次节4.3.6。
8.0 GT / s的4.3.6.4小节的通道一致性测试要求是
附着于这些模拟。请参阅PCIExpress®基本规范
有关详细信息，修订版3.0。
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仿真模型
图1示出了在所用的配接的Samtec PCIEC系列电缆组件
与源适配器驻留在主板上典型的多段通道
和目标适配器驻留在附加卡上。测试电路被建模为：
这关联到安捷伦先进设计系统Tx和Rx模块
由PCI特别兴趣发布的Tx和Rx包款
集团，并在第4.3.6节中定义 - 了PCI - 通道规格
Express®基本规范，版本3.0。
源适配器上的固定长度的互连迹段，并用
没有一个200 nF电容
目标适配器上的固定长度的互连迹段。
两个配对的Samtec PCIE-RA系列直角连接器的试金石S参数
楷模。
Samtec公司TX-3285双轴电缆长度可变RLGC模型
图1 - 的PCI Express 8 0.0 GT / s的测试配置
该RLGC电缆型号使用源和目标的多种长度横扫
跟踪以确定合规渠道运作的限制。
1.源长度= 10“，目标长度= 4”。
2.源长度等于目标长度设置为4“，这是典型的
为PCIE最大长度附加卡。
3.源长度= 1“和目标适配器= 1”，具有200nF直流阻断
电容。
对于扫描配置＃1和2个附加模拟用进行
200 nF的隔直流电容，除了模型额外的信号质量
降解。
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所有痕迹建模为在FR4微带具有以下参数：
FR4使用具有一个斯文森/乔尔杰维茨因果模型进行建模
宽带反应，是忠实于直流测量结果更大
超过20千兆赫，使用以下参数：
澳尔= 4.2 @ 1 GHz的
Ø损耗角正切= 0.02 @ 1 GHz的
铜是仿照如下，以反映铜的导电性降低
在PCB制造中使用的铝箔：
Ø电导率= 4.5E + 7强 -
Ø表面粗糙度= 0.6微米
痕迹是差分微带具有以下的几何形状：
Ø85欧姆差分阻抗
O 7密耳走线宽度
O 2密耳微量铜厚
O 5密耳的中心到中心的间隔
Ø4.4密耳FR4介质厚度
o否差分耦合到邻近差分通道
使用其它微量几何形状或材料会导致不同的结果显示
这里。但是，如果合理的谨慎作出的设计空间内留好
本文档中提供的指导方针，就可以构建健壮的PCIE 8.0
GT / s信道附加仿真验证的限制。
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模拟环境
在PCIExpress®基本规范要求8.0 GT / s的信道合规
利用裸片到裸片互连模型，包括Tx和Rx来执行
包。 “模型应包括受害者和足够数量的
侵略者路径准确捕捉通道串扰影响。使用
在发射机规范中定义的Tx电压和抖动极限...有可能
改造这些参数将显示在哪一个的Tx“[原文]的芯片焊盘。
如图2中所示，模拟的输出实际上是眼睛，因为它
出现在接收样品锁存器的输入。
图2 - 的PCI Express 8 0.0 GT / s的流程图通道宽容
PCI特别兴趣小组（SIG）提供了一个开源的统计眼
模拟器（SEASIM v0.46），其可以被用于实现以下
必要的模拟和建模要求：
定义为S参数的信道特性。
行为Tx和Rx包款。
发射机抖动和电压。
2×42.5欧姆的发射器和接收器终端阻抗。
端至端连接的时域表示。
行为的Tx均衡。
行为接收连续时间线性均衡器（CTLE）。
行为接收数字反馈均衡（DFE）。
均衡的Tx和Rx DFE / CTLE设置的优化。
抖动统计学处理。
统计定义的输出眼宽和眼高度。
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对于本应用笔记，安捷伦先进设计系统2011.10
（ADS2011）软件仿真工具用于实现仿真的任务。
模板是ADS内发展到分析，以便自动通道
组件可以方便地更换。从SEASIM和ADS的结果是
使用相同的所提供的相同的源抖动和均衡设置。该
ADS模板需要以下通道定义：
的输入的S参数文件定义在模拟中使用。
ØSamtec公司PCIEC配对连接器，资料来源的固定长度和
适配卡。
ØPCIE3 Tx和Rx包款
RLGC电缆长度的定义来进行模拟。
所有的电缆长度和使用预设设置的迭代处理
ADS2011批量模拟模式。
FR4微带差分走线
200 nF电容
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符合眼膜
图3显示了8.0 GT /秒信道遵守眼罩。该ADS2011
信道模拟器和模拟Samtec公司提供所需的一切必要的投入
生成必要的测试对眼膜通的统计眼/失败
要求。虽然在规范允许的最小测量眼
25毫伏的P-P的高度，我们将去率的规范，以50毫伏的P-P的
这项研究的目的，为“，这让事情提供了一个保护带
工程师们彻夜难眠。“或至少是保持这个作家的事情清醒。
这个保护带应当足以提供使用本文档设计者
额外的信心。
图3 - 8.0 GT / s的信道公差眼膜和值
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一致性测量
为了获得感受的PCI Express 8.0 GT / S的操作整体范围
通道仿真模型与10英寸的Tx走线长度和4英寸的创建
RX痕迹段，一个标准的PCI Express 8.0 GT / s的最大长度
附加卡，无需隔直流电容器，其中电缆RLGC模型
从4“到144”席卷而来，从18总沟道长度“158”。图4
显示测量内眼睛高度为每个模拟长度的曲线图。
该模拟包括所有信道，抖动和串扰效应。我们的选择
50毫伏P-P的合规性限制图表所示为一条红线上。随着跟踪
模型和材料参数，我们正在使用，40电缆长度“或
54总的信道覆盖“是可能的，较长的通道将有更高的损失，
较低的眼开;但是，我们一般不建议使用更长
渠道没有详细的信道建模。
图5显示测量内眼宽度为相同的图
模拟甲板图4. 0.3的UI眼宽度遵守限制被示出为一
在图表上红线。显然，在任何的足以抖动裕度提供了
模拟通道长度。这是典型的乖巧，无共振
互连系统，它一般不抖动的限制，并且由被限制
接收信号的幅度。
对于54“频道，40”电缆互连的模拟眼（10“TX板
跟踪和4“的Rx电路板迹线）示于图6。对于这些统计
仿真眼边界与一个统计的置信区间确定
误码率所要求的的PCI Express规范10-12（BER）。一个
51mV的内眼开是由模拟装置;这仅仅是我们的
建立合规性限制了这项研究。所测得的内眼宽
0.50用户界面是远远高于我们0.3的用户界面限制。
通过在指定的25 mV的限制，提供额外的幅值裕25毫伏，
我们提供了一个防范可能由不可预见的被其他问题
设计师。加入200 nF的隔直流电容器同样的影响
模型如图7所示。对于这些长达到的PCI Express通道，该
精心设计的阻塞电容器垫图案的影响基本上是可忽略不计，
由于电介质和导体损耗的主导地位。
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图4 - 8.0 GT / s的眼高与电缆长度
（10“TX板走线，4”接收电路板走线）
图5 - 8.0 GT / s的眼宽与电缆长度
（10“TX板走线，4”接收电路板走线）
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图6 - 70“通道8.0 GT / s的眼
（10“TX板走线，4”接收电路板走线，40“电缆）
图7 - 70“通道与200 nF的隔直电容8.0 GT / s的眼
（10“TX板走线，4”接收电路板走线，40“电缆）
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如果我们设置与Tx源卡的长度4“，并保持在Rx适配器4”，我们
现在可以扫从4“至144”的电缆长度和查看结果。图8
示出了所测量的眼睛高度与电缆长度的曲线图，从而产生信道
78“（70电缆长度”）。长度图9和10表明代表
眼睛为78“的渠道，有和没有隔直流电容器。正如所见
此前，除了电容对这些长距离影响甚微
通道。
图8 - 8.0 GT / s的眼高与电缆长度
TX长度= 4“与接收长度= 4”
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图9 - 8.0 GT / s的眼宽与电缆长度
TX长度= 4“与接收长度= 4”
图10 - 88“通道8.0 GT / s的眼
（4“的Tx电路板走线，4”接收电路板走线，70“电缆）
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图11 - 88“频道与200 nF的隔直电容8.0 GT / s的眼
（4“的Tx电路板走线，4”接收电路板走线，70“电缆）
1“的极短的Tx和Rx痕迹段的模拟扫描来
本身表征PCIEC跳线电缆组件。图12示出
最大电缆每个模拟电缆长度的内眼高的图
83长度“（81总的信道长度”）。图14示出的眼图
83“通道。减少与Tx和Rx痕迹相关的瘦身效果
整体电缆范围可以大大增加。
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图12 - 8.0 GT / s的眼
（1.0“的Tx电路板走线，1.0”接收电路板走线）
图13 - 8.0 GT / s的眼
（1.0“的Tx电路板走线，1.0”接收电路板走线）
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图14 - 92“通道与200nF的隔直流电容器8.0 GT / s的眼
（1.0“的Tx电路板走线，1.0”接收电路板走线，81“电缆）
结论
相配合的PCIEC系列电缆组件的板对板配置即可
在85欧姆的PCI Express 8.0 GT / S系统中，总沟道长度也
可达54英寸总额 - 这取决于Tx和Rx走线长度 - 和
与Samtec公司的最后一英寸™路由，突破和走线宽度使用时
作为建模和本文档中模拟解决方案。
因为损失是主要的贡献者系统退化，设计师
应该意识到，使用更小的线宽，复合材料具有较高的损失
切线，具有较高的对与对偶次最优路由解决方案，并且
附加通孔会降低整体性能和最大允许
走线长度。
明智的做法是，在设计接近最大走线长度系统时
限制，进行详细建模，模拟和目标的测量
设计，包括材料特性，迹线，通孔的影响，和附加
组件。
