Samtec Flyover QSFP系統(tǒng)：高速信號(hào)傳輸新方案

在高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)領(lǐng)域，信號(hào)完整性、成本控制和設(shè)計(jì)靈活性一直是工程師們關(guān)注的重點(diǎn)。Samtec的Flyover QSFP系統(tǒng)為解決這些問題提供了創(chuàng)新的解決方案。本文將深入探討該系統(tǒng)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用場(chǎng)景。

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一、Flyover QSFP系統(tǒng)概述

Samtec的Flyover QSFP系統(tǒng)通過將關(guān)鍵高速信號(hào)通過超低偏斜雙軸電纜繞過有損PCB材料，直接傳輸?shù)矫姘澹@著提高了信號(hào)完整性和架構(gòu)靈活性。該系統(tǒng)具有以下突出特點(diǎn)：

1. 改善信號(hào)完整性：通過繞過有損PCB材料傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)，減少了信號(hào)損耗和干擾，提高了信號(hào)的質(zhì)量和傳輸距離。
2. 降低PCB成本：由于減少了PCB層數(shù)并增加了材料選擇，降低了PCB的制造成本。
3. 多種散熱選項(xiàng)：提供適用于各種氣流模式的散熱片選項(xiàng)，確保系統(tǒng)在不同環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行。
4. 靈活的系統(tǒng)架構(gòu)：允許驅(qū)動(dòng)器遠(yuǎn)程定位，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)的靈活性；同時(shí)支持雙端口架構(gòu)，提高了系統(tǒng)的密度。
5. 豐富的End 2選項(xiàng)：多種End 2選項(xiàng)為設(shè)計(jì)提供了極大的靈活性，滿足不同應(yīng)用的需求。

二、Flyover QSFP28系列產(chǎn)品

（一）FQSFP系列（QSFP28）

• 通道與速率：具有4個(gè)通道（x4雙向，8個(gè)差分對(duì)），每個(gè)通道支持25 Gbps NRZ速率，總聚合速率可達(dá)100 Gbps NRZ（200 Gbps PAM4）。
• 兼容性：與所有QSFP電纜組件兼容，方便系統(tǒng)集成。
• 散熱性能：每條電纜的散熱約為3.5 W。

（二）FQSFP - DD系列（QSFP28 - DD）

• 通道與速率：擁有8個(gè)通道（x8雙向，16個(gè)差分對(duì)），性能更強(qiáng)大。
• 連接方式：采用直接焊接到連接器觸點(diǎn)的方式，實(shí)現(xiàn)了緊湊的設(shè)計(jì)。
• 高密度設(shè)計(jì)：支持面對(duì)面配對(duì)，實(shí)現(xiàn)了最大密度的布局。
• 散熱性能：每條電纜的散熱約為7 W。

此外，該系列還提供與QSFP模塊兼容的單排和雙排接觸墊設(shè)計(jì)，并且有適用于各種氣流模式的籠子和散熱片可供選擇。

三、超低偏斜雙軸電纜

隨著帶寬需求的快速增長(zhǎng)，通過有損PCB、過孔和其他組件路由信號(hào)成為設(shè)計(jì)中的一大挑戰(zhàn)。Samtec的“Flyover”設(shè)計(jì)方法突破了傳統(tǒng)信號(hào)傳輸?shù)南拗?，采用了Eye Speed?超低偏斜雙軸電纜，具有以下優(yōu)勢(shì)：

（一）帶寬表現(xiàn)

與傳統(tǒng)的FR408、MEGTRON6 PCB走線以及光纖相比，超低偏斜雙軸電纜在不同帶寬下具有更長(zhǎng)的傳輸距離。例如，在28 Gbps速率下，F(xiàn)R408材料的傳輸距離最多為2英寸，MEGTRON6為5英寸，而超低偏斜雙軸電纜可達(dá)23英寸。

（二）電纜特性

• 低損耗結(jié)構(gòu)：采用共擠工藝，降低了信號(hào)傳輸損耗。
• 專有電纜技術(shù)：確保了電纜的高性能和穩(wěn)定性。
• 緊密耦合：信號(hào)導(dǎo)體之間的緊密耦合提高了信號(hào)的抗干擾能力。
• 超低偏斜：每米偏斜小于3.5 ps，保證了信號(hào)的同步性。

（三）性能規(guī)格

該電纜提供85 Ω、92 Ω和100 Ω的工程阻抗配置，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。不同線規(guī)（28 AWG - 36 AWG）的電纜在不同頻率下具有不同的衰減特性，并且在密度和靈活性方面也有所差異。

四、ASIC相鄰連接器

（一）現(xiàn)有End 2選項(xiàng)

1. Mini Edge Card Connector：有0.5 mm間距，分別提供多達(dá)200針（垂直方向）和160針（直角方向）的型號(hào)，可接受0.062英寸厚的卡片，包括MEC5 - DV和MEC5 - RA系列。
2. Edge Rate? Differential Pair High - Speed Edge Card Sockets：0.8 mm間距，多達(dá)56對(duì)，垂直方向，可接受0.062英寸厚的卡片，HSEC8 - DP系列。
3. FireFly? Micro Flyover：節(jié)省空間的低矮外形，性能高達(dá)28 Gbps，可使用相同的連接器組輕松升級(jí)到光學(xué)連接，包括ECUE & UEC5 / UCC8系列。
4. High - Speed Press - Fit：2.00 mm間距上有8或4對(duì)，采用壓接端接方式，低矮外形，具有Tx和Rx隔離功能，DCH系列。

（二）開發(fā)中的End 2選項(xiàng)

包括Direct Pluggable Horizontal（DPH系列）、ExaMAX? High - speed Backplane（EBC系列）和Low Profile One - Piece Array（GMI系列）等，為未來的設(shè)計(jì)提供了更多可能性。

五、實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景

Samtec的Flyover QSFP系統(tǒng)在多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景：

1. 高速I/O與高速邊緣卡組合：實(shí)現(xiàn)了面對(duì)面配對(duì)，提高了系統(tǒng)的密度。
2. 高性能、高密度背板系統(tǒng)：滿足了大數(shù)據(jù)傳輸和處理的需求。
3. 超低外形高速陣列互連：適用于對(duì)空間要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。
4. 混合銅 + 光系統(tǒng)：結(jié)合了銅纜和光纖的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了高速、長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸。

總之，Samtec的Flyover QSFP系統(tǒng)憑借其卓越的性能和豐富的選項(xiàng)，為高速信號(hào)傳輸設(shè)計(jì)提供了全面的解決方案。如果你在設(shè)計(jì)中遇到相關(guān)問題，不妨考慮該系統(tǒng)，或者與Samtec的專家團(tuán)隊(duì)（FQSFP@samtec.com）進(jìn)一步探討設(shè)計(jì)規(guī)格。你在實(shí)際設(shè)計(jì)中是否也遇到過類似的挑戰(zhàn)？你認(rèn)為哪種特性對(duì)你的設(shè)計(jì)最為關(guān)鍵呢？