I_O连接器
通用串行总线连接器（USB）的12大趋势
技术分享 • haha 发表了文章 • 0 个评论 • 1999 次浏览 • 2020-04-22 22:00
Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章，探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】 查看全部
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】 查看全部
Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章，探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】
高速信号的高速通道介绍
技术分享 • hehe 发表了文章 • 0 个评论 • 2334 次浏览 • 2017-09-15 11:29
很早的电脑是大量离散的点到点连接。 物理和经济学的结合使得互连架构全面回归。
设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
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设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
查看全部
很早的电脑是大量离散的点到点连接。 物理和经济学的结合使得互连架构全面回归。
设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
通用串行总线连接器（USB）的12大趋势
技术分享 • haha 发表了文章 • 0 个评论 • 1999 次浏览 • 2020-04-22 22:00
Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章，探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】 查看全部
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】 查看全部
Bob Hult的新技术趋势系列中的第二篇文章，探讨了过去20年来塑造USB连接器的趋势和技术。
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】
过去的20年被称为 "混乱的几十年 "是有原因的。在这期间，新的技术和产品以前所未有的速度被推出、达到顶峰，并以前所未有的速度被淘汰。认识到一项颠覆性技术对当前最先进的产品的冲击速度有多快，这对于预测变化并根据市场需求制定适当的应对措施以不断提升系统和组件层面的性能是很有帮助的。
2000年代、2010年代和2020年代的12大电子行业发展趋势
通用串行总线连接器
任何计算设备的性能都会因为限制了其接受和向外界传递数据的能力而严重受阻。输入/输出(I/O)面板的数据瓶颈会将信息吞吐量限制在效率最低的门槛能力。多年来，15针和25针D-sub外壳连接器的变体能够为外围设备提供足够的I/O数据速率。这些军用规格的连接器起源于军事应用，可靠的插针和插座触点以及坚固的外壳，以低廉的价格被修改为商业版本，并成为事实上的标准，出现在从视频到鼠标和键盘接口应用的所有领域。随着对数据传输速率的要求从千比特到兆比特，以及可用于外部互连的空间越来越小，需要新的连接器接口。
1996年，一个由电子行业领导者组成的联盟成立了USB实施者论坛，发布了通用串行总线(USB)接口的第一次迭代。一个经过改进的USB 1.1规范被发布了，目的是要取代一系列混乱的现有接口，这些接口威胁到了越来越多的外设设备之间的兼容性，包括闪存和外部硬盘、扫描仪和打印机。最初的传输速率为1.5Mb/s，通过一个相对较小的矩形连接器，使用低插入力的叶状触点，可支持数千次配接循环。用户友好的金属外壳和后模塑后壳只能在一个方向接合，确保了正确的极性。USB标准的一个主要优点是既能提供电源，又能提供信号，使远程设备无需外部电源即可操作。信号触点已凹进去，允许电源接点先进行配接。这种 "热插拔 "能力是USB接口的另一个关键特征。
USB标准的Type-A和Type-B配置很快就取得了名声，并在整个行业内被广泛采用。
USB接口是一个完美的例子，它是一个不断发展的标准，以满足其服务的行业的性能和封装要求。
2000年发布的USB 2.0规范，其额定速率高达480Mb/s。除了保留了相同的Type-A和Type-B外形外，还推出了两个小型化版本。USB Mini-A和Mini-B改进了接口的信号密度，以满足包括笔记本电脑和平板电脑在内的便携式设备的快速增长，因为这些设备的I/O空间非常有限。Micro-A和-B连接器在设备上消耗的空间更小。其额外的优势是可以将电源与数据一起分配，这为设备开辟了一个全新的类别。这些小型连接器迅速成为充电应用的标准配置。
2011年，对USB 3.0的升级引入了几种新的接口配置，并将传输速率进一步推升至最大4.8Gb / s。一个称为SuperSpeed USB的9针连接器具有两排触点，以允许使用标准A形外壳以及向后的电气兼容性。新的Type-B引入了新的配置文件，而称为Sidecar接口的Micro-B配置成为外部存储器硬盘驱动器应用程序的标准配置。
USB 3.1 Gen 2提供了10Gb/s的传输速率，在实施者论坛宣布USB 3.2以20Gb/s的速度运行时，引起了一些困惑。
USB Type-C (USB-C)，是目前家族中最先进的高速接口，终于解决了连接器只能在一个方向上配对的问题。USB-C采用了一个坚固耐用、对称的24针接口，而且是可逆的。它不仅比Type-A小了60%，而且现在的传输速率达到了10Gb/s，可分配高达100瓦的功率。一个被称为USB 3.2 Gen 2×2的有点混乱的扩展，其额定传输速率为20Gb/s。
从不满足于目前的成就，USB实施者论坛在2019年9月发布了USB 4规范。该连接器将保留Type-C接口，但将集成英特尔Thunderbolt 3技术，传输速率达到40Gb/s。USB 4向后兼容USB Type-C协议，包括USB 3.2、DisplayPort和Thunderbolt 3，简化了全新一代设备的连接性。预计到2021年，采用这种新接口的设备将会实现。
在这个不断变化的行业中，一个一成不变的标准几乎没有机会保持其相关性。USB实施者论坛已经表明了其不断升级的承诺，使USB在下一代设备的设计中继续发挥关键作用。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult，April 7, 2020】
高速信号的高速通道介绍
技术分享 • hehe 发表了文章 • 0 个评论 • 2334 次浏览 • 2017-09-15 11:29
很早的电脑是大量离散的点到点连接。 物理和经济学的结合使得互连架构全面回归。
设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
查看全部
设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
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很早的电脑是大量离散的点到点连接。 物理和经济学的结合使得互连架构全面回归。
设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
设计工程师多年来一直在面对印刷电路板不断增长的信号速率的挑战。 随着数据速率进入RF区域，信号建模从简单的直流电阻转变为传输线，这些传输线具有全新的特性。 包括阻抗，衰减，串扰，偏移，抖动，符号间干扰和反射等因素都会影响信道的信号完整性，所以必须进行管理。 系统带宽中的每个增量都需要从源到目的地完整地分析整个信道。 尽管预测铜导线的实际性能限制，工程师们仍然在寻找将多层PCB技术推向新的高度的方法。
Samtec的天桥系统回到了早期的互联体系结构。 （图片由Samtec，Inc.提供）
现在通过厚度，铜表面粗糙度，热膨胀系数和吸湿度的严格控制，传统FR-4 PCB层压材料的升级版本通过降低介电常数（Dk）和耗散因数（Df）提供较低的损耗，同时改善了机械性能。更多异国情调的层压材料是高端表现的黄金标准，但成本显着增加。
随着板层数量增加和特征尺寸缩小，PCB制造工艺已被改进，增加电镀通孔（PTH）的回钻以最小化短截线的影响。系统工程师采用了一套新的布局规则来减少串扰，偏斜和衰减。连接器和PCB之间的过渡被认为是信号失真的主要来源。作为回应，连接器制造商开始为其高性能连接器提供详细的启动引脚设计指南，使用频率，建模，仿真和验证，眼图和S参数数据已成为标准做法。
高性能背板连接器的设计继续发展。基于网格的接触图案已经针对差分对信号进行了优化，并且通过连接器主体的信号路径已被修改，以使偏斜和阻抗不连续性最小化。一些供应商还采用具有特定性能和空气的多种介电材料，以提高性能。减小了兼容引脚的尺寸以允许更小的PTH。
一旦认为无法检测到高速信号的软件条件使得能够可靠地区分低电平信号。先进的功能，例如均衡，补偿和前向纠错，使铜介质保持在预期的水平。
所有这些渠道的改进都集中在维持设计具有标准误码率（BER）、可接受的成本及所需长度电路的能力。优化系统设计必须保持增加信号频率，信道长度，损耗预算和最终成本之间的微妙平衡。
系统架构师现在正在考虑一种替代方法，减少PCB走线的使用来传输高速信号。
信号传输到屏蔽差分对电缆，而不是通过多层高性能PCB路由最高速度信号，可以更好地控制阻抗，并将信号与外部噪声和串扰隔离开来。 连接器位于与FPGA或处理器紧邻的位置，该处理器将PCB上的信号从PCB板上通过离散或带状双轴电缆“飞”到板上的另一个位置或I / O连接器。
PCB继续进行低速到中速信号以及电源。 当前的应用程序可能仅飞行选择数量的高速线路，通常为16至24对。 通过消除高速PCB走线，可以大大减少电路板的复杂性和成本。 消除昂贵的手动路由被消除，层数最小化。 信号调理特征的需要可能被减少甚至消除。
随着信号速度的增加，PCB蚀刻导体的实际长度变短。 例如，在56Gb / s的情况下，在10”的信道中，信号劣化可能变得不可接受。 使用天桥概念可能成为超过这一点的最具成本效益的解决方案。 离散双轴电缆已经优化，具有多种导体尺寸和先进的屏蔽功能，跨越可能成为具有长通道的较大系统中唯一实用的解决方案。
Samtec几年前发起了飞越概念，其Firefly™Micro Flyover System™由扩展阵列的接口选项，包括其天桥QSFP组成的铜和光学组件组成。
此后，其他主要连接器制造商已经推出了将高速信号输出的产品。 电缆背板是针对长通道，增加数据速率和信号完整性的情况设计的解决方案的另一个示例，正在推动设计人员找到管理这些信号的新方法。
Amphenol具有内部PCB到电缆连接器的集合，包括OCuLink，可以将信号传输到高性能背板连接器或Mini SAS HD面板安装连接器。
Molex的新型ByPass I / O连接器提供了一个到ZQSFP +可插拔接口的天桥连接。
TE Connectivity通过Sliver PCB连接器加强了其低调的内部连接器线，这是适用于天桥应用的理想选择。
这些供应商都使用内部精密电缆制造和组装资源来确保重复的可靠性。 天桥设计回到早期的计算机，其大量的离散点对点电线，并准备将经过互连架构回到圆满，以满足先进的高速系统设计的物理和经济要求。
【摘自Bishop杂志，作者：Robert Hult， August 1, 2017】
