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基板対基板コネクタの対応データレートの定義に関してApplicable Data Rate

基板対基板コネクタの対応データレートの定義に関して

差動100ΩにおけるSパラメータより決定し、下記のうち一番低い値を推奨伝送速度/Data Rateとする

  • 挿入損失=Sdd21がナイキスト周波数まで、十分な線形性を有しており-3dBを下回らない事
  • リターンロス=Sdd11/Sdd22が
    1. ナイキスト周波数まで-15dBを超えない事
    2. ナイキスト周波数の1.5倍まで-10dBを超えない事
 

※特別な記載のない場合、Sパラメータの取得は製品図面で推奨されたもので取得され、実装部分(ex.SMT用の基板側のパッド等)を含んだ物とする
※インターフェイス規格等への対応・準拠が表記されている場合はその規格の要件を満たす

シグナルインテグリティにおけるコネクタ

受動製品であるコネクタは、「シグナルインテグリティ」と言う考えの中では伝送マージンの一部をいただいて「接続」と言う機能をもたらす部品になります。規格などで各部位の「取り分」が定められたケースを除けば、お客様のシステムの構築に依存して要求される特性も厳密には変わってきます。最終的には特性モデルによりシミュレーションや詳細データによるご検証の後に、現品を組んでのご評価など経てご採用いただく事になります。すなわち規格品を除けば、一義的に「**Gbps対応コネクタ」と言う表現は必ずしも正確ではありません。一方で導入部におけるお客様の初期検討段階では、ある程度の目安としてでも「対応データレート」の様な情報は非常に優位であると理解しております。そこで、イリソではこれまでのお客様のサポート経験や、高周波製品の評価・設計実績をベースに、推奨させていただく参考値として「対応データレート」を定義化し、各製品群に付与を開始しています。これにあたり、下記点を念頭に置いています。

  • フェアであるため、定義およびその理由を明確にし、公開する事
  • 考え方および「値」が実態での使用に対して、リーズナブル値である事
  • お客様が自社システムに組み込む時にあたりを付けやすい事

差動100Ω/Sパラメータベースでの定義

データレート定義は最もご要求の多い差動100Ωで実施し、高速伝送対応の受動部品のパラメータとして最もポピュラーなミックスドモードのSパラメータを元に定義しました。また、お客様での使用環境に依存するため、クロストークは取り入れず、単独レーンとし、複雑になる事を避けるため差動の通過および反射特性のみでの定義としています。原則として、自社作成の基板への実装状態で「基板へのはんだ付け部まで含んだ」ものを使用しています。

(クロストークやコモンモードコンバーションに関しても個別でのデータのご提示や評価の実施は致しておりますのでご相談ください)

通過特性:Sdd12/21

伝送線路に求められている通過特性は、エンファシスやイコライジングなど処理もあり実態としては様々ですし、高調波には様々な(伝送マージンVsノイズ源等)議論があります。そこで当社の定義ではわかりやすく、基本に基づきNRZ伝送において、主要周波数となるナイキスト周波数(Data Rate/2)において、-3dB以下であり十分な線形性を有していることを要件としました。

反射特性:Sdd11/22

反射特性は、信号伝送のみではなく「ノイズ発生」の観点から考慮する必要があります。そこで、当社の規定ではナイキスト周波数でー15dBを超えない事に加え、NRZランダム伝送で主要なスペクトラムが包括されると計算されているナイキスト周波数の1.5倍(Data Rateの75%=右図)まで-10dB=電力で10%を超えない事を規定としました。

これは近年の伝送規格、例えばGen3以降のPCIe CEM等と比較しても厳しい規定になっています。

製品の対応データレート

前述の通過・および反射特性の双方を満たすケース、すなわち各々から求められたデータレートのうち「厳しいもの」を推奨する対応データレートとしています。基板対基板コネクタでは実態として、反射特性の方が厳しく通過特性は表示されている推奨データレートの基準よりかなり優れた性能(低ロス)である事がほとんどです。

また各種規格(ex. PCIe GEN3.0)への準拠がある場合は併記する場合があり、推奨データレートとギャップがある場合もございます。当社基準での推奨データレートが規格の伝送速度より低い場合に置きましても、所定の要求性能を満たしていますのでご使用いただけます

高速伝送 早見表

STACK 0.40mm Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
12.1 Gbps 2.00 mm 11010B 11010S
11.8 Gbps 3.00 mm 10126B 11007S
8.7 Gbps 3.50 mm 10126B 11007S
8.3 Gbps 5.00 mm 10126B 10126S
8.1 Gbps 3.00 mm 10126B 10126S
8.0 Gbps 4.00 mm 10126B 11007S
7.0 Gbps 3.50 mm 10126B 10126S
6.5 Gbps 4.00 mm 10126B 10126S
4.3 Gbps 4.50 mm 11001B 11001S

STACK 0.50mm Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
5.9 Gbps 15.00 mm 9984B 10121S
5.5 Gbps 16.00 mm 10103B 10103S
5.5 Gbps 19.00 mm 10103B 10103S
5.5 Gbps 25.00 mm 10103B 10103S
880 Mbps 12.00 mm 9984B 9984S
760 Mbps 30.00 mm 10106B 10106S

STACK 0.635 Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
別紙 別紙 10109B 10109S

STACK 0.80 Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
5.0 Gbps 9.00 mm 9827B 9827S
1.7 Gbps 18.00 mm 9860B 9828S
1.5 Gbps 16.55 mm 9860B 9827S
900 Mbps 24.70 mm 9860B 9828S

STACK 2.00 Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
1.3 Gbps 18.00 mm 10120B 10120S

RightAngle 0.50 Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
7.8 Gbps Top Row 10112B 10112S
6.6 Gbps Bottom Row 10112B 10112S

RightAngle 0.635 Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
6.0 Gbps Bottom Row 10110B-A,B 10109S-C,D
5.8 Gbps Top Row 10110B-A,B 10109S-C,D
4.1 Gbps Top Row 10104B 10104S
3.7 Gbps Bottom Row 10104B 10104S

RightAngle 0.80 Pitch

対応データレート
Applicable Data Rate
Stack Height Plug Socket
5.4 Gbps Bottom Row 9828B 9828S
5.4 Gbps Top Row 9828B 9828S