Ātrgaitas SAS kabeļi: savienotāji un signāla optimizācija

Ātrgaitas SAS kabeļi: savienotāji un signāla optimizācija

Signāla integritātes specifikācijas

Daži no galvenajiem signāla integritātes parametriem ir ievietošanas zudumi, tuvākā un tālākā gala šķērsruna, atstarošanas zudumi, novirzes kropļojumi diferenciālos pāros un amplitūda no diferenciālā režīma uz parasto režīmu. Lai gan šie faktori ir savstarpēji saistīti un ietekmē viens otru, mēs varam aplūkot katru faktoru atsevišķi, lai izpētītu tā galveno ietekmi.
Ievietošanas zudums
Ievietošanas zudumi ir signāla amplitūdas vājināšanās no kabeļa raidītāja gala līdz uztvērēja galam, un tie ir tieši proporcionāli frekvencei. Ievietošanas zudumi ir atkarīgi arī no vada šķērsgriezuma, kā parādīts vājināšanās grafikā zemāk. Īsa darbības rādiusa iekšējām komponentēm, izmantojot 30 vai 28 AWG kabeļus, augstas kvalitātes kabeļu vājinājumam jābūt mazākam par 2 dB/m pie 1,5 GHz. Ārējām 6 Gb/s SAS ierīcēm, izmantojot 10 m kabeļus, ieteicams izmantot kabeļus ar vidējo vada šķērsgriezumu 24, kuru vājinājums pie 3 GHz ir tikai 13 dB. Ja vēlaties sasniegt lielāku signāla rezervi pie lielākiem datu pārsūtīšanas ātrumiem, garākiem kabeļiem norādiet kabeļus ar zemāku vājināšanos augstās frekvencēs, piemēram, SFF-8482 ar POWER kabeli vai SlimSAS SFF-8654 8i.

Šķērsruna
Šķērsruna attiecas uz enerģijas daudzumu, kas tiek pārraidīts no viena signāla vai diferenciālā pāra uz citu signālu vai diferenciālo pāri. SAS kabeļiem, ja tuvākā gala šķērsruna (NEXT) nav pietiekami maza, tā radīs lielāko daļu savienojuma problēmu. NEXT mērīšana tiek veikta tikai vienā kabeļa galā, un tas ir enerģijas lielums, kas tiek pārraidīts no izejas pārraides signāla pāra uz ieejas uztvērēja pāri. Tālā gala šķērsrunas (FEXT) mērīšana tiek veikta, ievadot signālu pārraides pārī kabeļa vienā galā un novērojot, cik daudz enerģijas joprojām ir saglabāts pārraides signālā kabeļa otrā galā. NEXT kabeļu komponentos un savienotājos parasti izraisa signāla diferenciālā pāra slikta izolācija, iespējams, ligzdu un spraudņu, nepilnīgas zemējuma vai nepareizas kabeļa savienojuma zonas apstrādes dēļ. Sistēmu projektētājiem ir jānodrošina, ka kabeļu montētāji ir novērsuši šīs trīs problēmas, piemēram, tādos komponentos kā MINI SAS HD SFF-8644 vai OCuLink SFF-8611 4i.

24., 26. un 28. attēlā redzamas tipiskas 100 Ω kabeļu zudumu līknes.

Augstas kvalitātes kabeļu mezgliem NEXT, kas izmērīts saskaņā ar “SFF-8410 – Specifikācija HSS vara testēšanai un veiktspējas prasībām”, jābūt zemākam par 3 %. Kas attiecas uz S parametru, NEXT jābūt lielākam par 28 dB.
Atgriešanas zaudējumi
Atstarotās enerģijas zudumi mēra no sistēmas vai kabeļa atstarotās enerģijas lielumu, kad signāls tiek ievadīts. Šī atstarotā enerģija izraisa signāla amplitūdas samazināšanos kabeļa uztveršanas galā un var radīt signāla integritātes problēmas raidīšanas galā, kas savukārt var radīt elektromagnētisko traucējumu problēmas sistēmai un sistēmu projektētājiem.
Šos atgriešanās zudumus izraisa kabeļu komponentu impedances neatbilstība. Tikai ļoti rūpīgi risinot šo problēmu, impedance var nemainīties, signālam izejot cauri ligzdām, spraudņiem un kabeļu spailēm, lai samazinātu impedances svārstības. Pašreizējais SAS-4 standarts atjaunina impedances vērtību no ±10Ω SAS-2 standartā uz ±3Ω. Augstas kvalitātes kabeļiem, piemēram, SFF-8639 ar SATA 15P vai MCIO 74 kontaktu kabeli, šī prasība jāievēro nominālās 85 vai 100 ± 3Ω pielaides robežās.

Slīpuma deformācija
SAS kabeļos pastāv divu veidu novirzes kropļojumi: starp diferenciālajiem pāriem un diferenciālajos pāros (signāla integritātes teorija – diferenciālais signāls). Teorētiski, ja vienā kabeļa galā vienlaikus tiek ievadīti vairāki signāli, tiem vienlaikus jānonāk arī otrā galā. Ja šie signāli nenonāk vienlaicīgi, šo parādību sauc par kabeļa novirzes kropļojumu jeb aizkaves-novirzes kropļojumu. Diferenciālajiem pāriem novirzes kropļojums diferenciālā pāra ietvaros ir aizkave starp diviem diferenciālā pāra vadītājiem, savukārt novirzes kropļojums starp diferenciālajiem pāriem ir aizkave starp diviem diferenciālā pāra komplektiem. Lielāks novirzes kropļojums diferenciālā pāra ietvaros var pasliktināt pārraidītā signāla diferenciālo līdzsvaru, samazināt signāla amplitūdu, palielināt laika svārstības un izraisīt elektromagnētisko traucējumu problēmas. Augstas kvalitātes kabeļiem novirzes kropļojumiem diferenciālā pāra ietvaros jābūt mazākiem par 10 ps, ​​piemēram, SFF-8654 8i līdz SFF-8643 vai pretnepareizas ievietošanas kabeļiem.
Elektromagnētiskie traucējumi
Kabeļu elektromagnētisko traucējumu problēmām ir daudz iemeslu: slikta ekranēšana vai ekranēšanas neesamība, nepareiza zemējuma metode, nesabalansēti diferenciālie signāli un turklāt arī impedances neatbilstība ir viens no iemesliem. Ārējiem kabeļiem ekranēšana un zemēšana, visticamāk, ir divi svarīgākie faktori, kas jārisina, piemēram, SFF-8087 ar sarkanu sietu vai Kūpera sieta zemējuma kabelim.
Parasti ārējo vai elektromagnētisko traucējumu ekranēšanai jābūt divkāršai metāla folijas un pītā slāņa ekranēšanai ar kopējo pārklājumu vismaz 85%. Vienlaikus šim ekranējumam jābūt savienotam ar savienotāja ārējo apvalku ar pilnīgu 360° savienojumu. Atsevišķu diferenciālo pāru ekranējumam jābūt izolētam no ārējā ekranējuma, un to filtrēšanas līnijām jābeidzas pie sistēmas signāla vai līdzstrāvas zemējuma, lai nodrošinātu vienotu savienotāja un kabeļu komponentu impedances kontroli, piemēram, SFF-8654 8i Full Wrap pretslīdes vai Scoop-proof savienotāja kabelim.