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PCI EXPRESS GEN 2 & 3 SWITCHING UND SIGNAL KONDITIONIERUNGSLÖSUNGEN VON MINDSPEED

24.10.2011

Die Weiterentwicklung bzw. der Umstieg von PCI Express (PCIe) Gen 2 auf Gen 3 kann mit erheblichen Herausforderungen für das System Design verbunden sein, speziell im Hinblick auf die physikalischen Verbindungen. Die gesteigerte Datenrate von 5,0Gbit/s auf 8,0Gbit/s erzeugt zusätzliche Nachbarsymbolstörungen durch Dispersion des Signals und als Ergebnis der erhöhten Einfügungsdämpfung. Hinzu kommt, dass die schnelleren Signalverläufe die Isolation zwischen den Kanälen reduziert und somit das Übersprechen ansteigt.

Die Amplif-EYE™ Technologie von MINDSPEED schafft hier Abhilfe und bietet sowohl für PCIe Gen 2 als auch für Gen 3 robuste Lösungen für den Signalweg und das in drei verschiedenen Produkttypen! Die hochbitratigen, passiven Switches von MINDSPEED ermöglichen ein Verschalten von Signalwegen bei 8,0Gbit/s unter Beibehaltung der hohen Signalgüte. Die Gruppe der Signal Konditionierer mit Ausgangsverstärker ist sowohl an den Ein- als auch an den Ausgängen mit Entzerrern bestückt, welche den deterministischen Jitter minimieren, der durch die Einfügungsdämpfung hervorgerufen wird.

Signal Konditionierer mit Retiming-Funktionen enthalten neben den Ein- und Ausgangs- Entzerrern noch Taktrückgewinnungsschaltungen: Diese werden benötigt, um den durch Fehlanpassungen der Impedanz, Übersprechen oder sogenannte Stubs erzeugten Jitter zu reduzieren. Die Bauteile von MINDSPEED enthalten PCIe spezifische Funktionen, wie z.B. "Electrical Idle Transparency (EI)" und "Rx Detectable Receiver Termination". Alle Bauteile sind mit niedrigeren PCIe Datenraten rückwärtskompatibel und in kleinen Gehäusen verfügbar.

Passive Switches - PCI Express Lanes Schalten:

Die passiven Umschalter von MINDSPEED eignen sich besonders zur Verschaltung von Signalpfaden bei hohen Datenraten und das mit geringer Verlustleistung und bei geringem Platzbedarf auf der Leiterplatte. Der M20000 und M20001 bieten dabei Datenraten bis zu 7Gbit/s bei einem Leistungsbedarf von weniger als 2mW und einem Platzbedarf von 3mm x 3mm.

Signal Konditionierer mit Ausgangsverstärker - Erhalten der Signalintegrität über lange Pfade:

Die Einfügungsdämpfung nimmt mit höheren Frequenzen und längeren Signalpfaden zu. In Blade Server Anwendungen und RAID-Speichersystemen sind Pfadlängen von 38cm (15 Zoll) und mehr keine Seltenheit. Die MINDSPEED Signal Konditionierer mit Ausgangsverstärker ermöglichen die Entzerrung des Eingangs- wie auch des Ausgangssignals bis zu 4,0GHz (für 8,0Gbit/s Signale) und realisieren damit einen flachen Signal- bzw. Dämpfungsverlauf über die Frequenz auch bei hohen Datenraten.

MINDSPEED ist Marktführer im Bereich der selbst-optimierenden, adaptiven Entzerrern, welche ohne Programmierung oder Eingriffe von außen die am besten geeigneten Parametereinstellungen selbst vornehmen.

Signal Konditionierer mit Retiming-Funktion - Signalintegrität auch über schwierigste Pfade erhalten:

Systeme mit höheren Kanalzahlen, mehreren Steckverbindern und/oder Durchkontaktierungen auf dem Signalpfad sowie unterschiedliche Leiterplattenmaterialien bilden weitere Herausforderungen für die Signalintegrität zusätzlich zur Einfügungsdämpfung. Solche Systeme zeigen in der Regel einen erhöhten Jitter aufgrund des Übersprechens und von Reflektionen. Dieser Jitter ist in der Regel nicht deterministisch und kann deshalb nicht einfach mittels der Equalizer-Funktion eliminiert werden.

Die Signal Konditionierer mit Retiming-Funktionen von MINDSPEED enthalten Takt- und Daten-Rückgewinnungsschaltungen (CDR), welche dem nicht deterministischen Jitter entgegen wirken. Die CDR ist in der Lage das Zeitverhalten des Datensignals effektiv wiederherzustellen und das Jitter-Budget wieder zurückzusetzen.

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