專利名稱：消除高速差分通道連接器影響的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高速信號傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種消除高速差分通道連接 器影響的方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著高速互連技術(shù)的發(fā)展，通道傳輸速率越來越高，目前已可實現(xiàn)10Gbps 以上速率的傳輸。如交換機或路由器的高速背板設(shè)計，通常由多達500甚至1000 個以上的Serdes線對即差分線對組成，要求傳輸距離長達40英寸，隨著傳輸速 率的日益提高，系統(tǒng)對差分線的等長匹配要求也越來越高，高速連接器的差分 引腳長度差異給通道的系統(tǒng)設(shè)計帶來了一定的布線難度和性能影響。
對于高速、高密度、長距離的差分通道，設(shè)計通常需要考慮系統(tǒng)級的差分 線長度匹配。對于高于3.125Gbps傳輸速率的差分通道系統(tǒng)，已經(jīng)不能簡單的在 組成系統(tǒng)的各個模塊單板內(nèi)做差分通道布線的等長匹配，需要把連接器差分引 腳的長度差異考慮進來，有的高速連接器差分對引腳長度差達到102mil，甚至 更多，而芯片對整個系統(tǒng)的差分通道長度差異所能容忍的范圍經(jīng)常小于20mil。
目前，處理差分引腳長度差異的問題通常是嚴格遵守芯片及連接器提供的 布線規(guī)范，小心翼翼的在各個單板上補償連接器差分對引腳長度差異做等長匹 配；利用芯片及連接器廠家提供的模型做仿真驗證設(shè)計效果。對于不理想的測 試結(jié)果，改版時會進一步要求提高長度匹配精度或升級PCB (Printed Circuit Board,印刷電路板)板材的高頻特性，加強阻抗匹配控制并增加仿真覆蓋等。 這種處理方法在時間、難度、成本上都會帶來提升，并且效率較低、效果較差。例如圖1和圖2所示，圖1為典型的分布式模塊化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，典 型的分布式模塊化系統(tǒng)通常由背板、多個業(yè)務(wù)單板和多個交換單板組成，各個 單板通過高速連接器和背板相連。典型的一個差分通道需要經(jīng)過兩級連接器， 即整個差分通道由業(yè)務(wù)單板內(nèi)的差分線段、背板內(nèi)差分線段、交換單板內(nèi)的差 分線段，連同2級連接器共同組成(有時單板內(nèi)還需要增加串行隔直流電容)。 圖2為目前處理這類問題的典型布線規(guī)則示意圖，其中，凸出的插頭X1和凹槽 X2構(gòu)成連接器l，凸出的插頭X3和凹槽X4構(gòu)成連接器2，差分通道中的差分 引腳對(接器中極性分別為N極和P極的一對差分引腳)分別通過連接器1和 連接器2插入到背板A中。從圖2可以明顯看出，兩個N極引腳的長度和不等 于兩個P極引腳的長度和，這就造成了整個差分通道的嚴重不等長。
現(xiàn)有等長匹配補償方法是對業(yè)務(wù)單板和交換單板分別進行匹配補償，對于單 板需要補償由于連接器差分引腳的長度差，單板的布線因補償而增加約束條件 帶來工作量增加；另外，對于背板因連接器差分引腳等長，不需要補償，但背 板兩端在連接器差分引腳處產(chǎn)生的差分對不對齊，及其引起的相位延遲會經(jīng)過 很長的差分通道傳輸后到達對端連接器才會被糾正，這樣對于傳輸質(zhì)量的保證 是不利的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種消除高速差分通道連接器影響的方 法及裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的各個單板分別補償帶來的難度大、效率 低下等問題。
本發(fā)明的目的主要是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
提供了本發(fā)明 一種消除高速差分通道連接器影響的方法，包括在差分通道經(jīng)過的兩個連接器間互換差分對信號的極性定義，將其中一個 連接器的正極信號引腳與負極信號引腳進行互換。
進一步地，所述方法還包括
對于背板兩端在連接器差分引腳處產(chǎn)生的差分線段的長度差異進行補償。 進一步地，對于背板兩端在連接器差分引腳處產(chǎn)生的差分對長度差異，根
據(jù)就近補償原則進^f于補償。
本發(fā)明還提供了一種消除高速差分通道連接器影響的裝置，包括差分通
道經(jīng)過的兩個連接器，所述兩個連接器的差分引腳對在差分信號定義上為極性
交叉的關(guān)系。
進一步地，所述差分通道在背板內(nèi)的差分線段通過就近補償后長度相等， 并消除差分通道中因長度差引起的傳輸信號相位抖動。 本發(fā)明有益效果如下
本發(fā)明可以補償連接器差分對引腳的物理長度不足，還可以補償材料、設(shè) 計等引入的傳輸特性誤差，對于開發(fā)效率更是獲得極大提高。
本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分的從說明 書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點可 通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲
4苡付。


圖l為現(xiàn)有技術(shù)中，典型的分布式模塊化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖2為現(xiàn)有技術(shù)中，處理差分引腳長度差異問題的典型布線規(guī)則示意圖3為本發(fā)明實施例所述方法的流程示意圖；圖4為經(jīng)過本發(fā)明實施例所述處理后的分布式^^塊化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為采用本發(fā)明的系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)測試測試的6.25Gbps信號下的眼圖； 圖6為采用現(xiàn)有方法的系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)測試6.25Gbps信號下的眼圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖來具體描述本發(fā)明的優(yōu)先實施例，其中，附圖構(gòu)成本申請一 部分，并與本發(fā)明的實施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。為了清楚和簡化目的， 當其可能使本發(fā)明的主題模糊不清時，將省略本文所描述的器件中已知功能和 結(jié)構(gòu)的詳細具體說明。
下面結(jié)合附圖3到附圖4對本發(fā)明所述方法進行詳細說明。 如圖3所示，圖3為本發(fā)明實施例所述方法的流程處理示意圖，本發(fā)明實 施例為了消除高速差分通道中連接器的差分對引腳長度差異，主要處理步驟包 括
步驟301:在差分通道經(jīng)過的兩個連接器間互換差分對信號的極性定義，即 差分引腳對在連接器的引腳定義上進行極性交叉，將其中一個連接器的P極(正 極)信號引腳與N極(負極)信號引腳進行互換；極性交叉是為了嚴格補償連 接器差分對引腳長度差異，在差分通道經(jīng)過的兩個連接器間通過互換差分對信 號的極性定義，不光可以消除物理長度的差異，還可以消除因連接器材料、介 質(zhì)等引入的等效長度的差異。這樣，組成系統(tǒng)的各個單板可以不考慮連接器的 差分引腳的影響，各自在單板內(nèi)利用EDA工具對單板布線進行等長匹配，簡單 滿足差分通道的布線長度等長匹配即可。
步驟302:差分通道布線遵守就近補償；就近補償指在做等長匹配時，根據(jù) 系統(tǒng)各單板連接器及特定結(jié)構(gòu)導(dǎo)致布線引入的差分對長度差異，就近補償，以消除相位差？I起的信號傳輸畸變，劣化高速信號傳輸性能。
經(jīng)過上述方法處理后的分布式模塊化系統(tǒng)如圖4所示，分布式模塊化系統(tǒng) 由背板、多個業(yè)務(wù)單板和多個交換單板組成，各個單板通過高速連接器和背板 相連。 一個差分通道需要經(jīng)過兩級連接器，即整個差分通道由業(yè)務(wù)單板內(nèi)的差 分線段、背板內(nèi)的差分限度、交換單板內(nèi)的差分線段，連同2級連接器共同組 成(有時單板內(nèi)還需要增加串行隔直流電容)。其中，凸出的插頭X1和凹槽X2
構(gòu)成連接器l，凸出的插頭X3和凹槽X4構(gòu)成連接器2，差分通道中的差分引 腳對分別通過連接器1和連接器2插入到背板A中。從圖4中可以看出，差分 引腳對經(jīng)過極性交叉處理后，連接器1的N引腳和連接器2的N引腳的長度和， 等于連接器1的P引腳與連接器2的P引腳的長度和，連接器差分引腳的長度 差異問題就解決了。
由于在差分通道經(jīng)過的兩個連接器間互換差分對信號的極性定義，所以在 各個單板不需要考慮連接器的影響，直接做布線等長匹配即可；由于省去了等 長匹配補償工作，可以節(jié)省大量的工作量；連接器的差分對引腳長度差異主要 由業(yè)務(wù)單板和交換單板的彎式連接器引起，因業(yè)務(wù)單板和交換單板的連接器引 腳定義交換了差分對極性，可以得到完全抵消。此外，傳統(tǒng)的方法還會因補償 值和實際等效長度差之間的誤差影響整個差分通道的傳輸效果，但本發(fā)明實施 例由于是完全對稱補償，誤差影響可以忽略不計。
為了避免背板兩端在連接器差分引腳處產(chǎn)生的差分對不對齊而帶來的傳輸 質(zhì)量問題，本發(fā)明實施例對于差分通道在背板部分的差分線對進一步進行補償， 補償?shù)脑瓌t遵循就近補償原則。所謂就近補償原則在圖4中分析如下業(yè)務(wù)單 板布線已經(jīng)做了等長匹配，連接器X1的差分引腳長度差異是由于差分引腳的外側(cè)引腳N比內(nèi)側(cè)引腳P長引起的，背板上由于引腳間距引起的差分線對長度對 不齊正好是P比N長，因都與引腳間距有關(guān)可以較好的補償單板連接器引起的 長度差。在交換單板這一側(cè)，同樣存在N比P短的差異，因為背板上N比P剛 好也短兩個引腳間距引起的長度差，可以在就近右側(cè)X4處進行補償，這樣就能 很好補償差分對對齊誤差引起的相位差。
至此本發(fā)明實施例不光可以嚴格補償連接器引起的長度差，帶來工作量和 難度降低，通過就近補償還可以較大改善信號傳輸質(zhì)量。本發(fā)明在一個高端城 域以太網(wǎng)交換機系統(tǒng)中使用，測試驗證效果很理想。參見圖5和圖6的說明和 對比，其中，圖5為采用本發(fā)明的系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)；背板是普通FR4板材，13英 寸；兩個線卡共7.4英寸，測試的6.25Gbps信號下的眼圖，眼寬為0.429UI;圖 6為現(xiàn)有方法的系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)；背板是FR4板材，IO英寸；兩個線卡共7.2，測 試6,25Gbps信號下的眼圖，眼寬為0.4095UI。采用本發(fā)明的情況，條件更苛刻 但測試結(jié)果還要更好一些。對于傳輸通道更長等余量更小的情況，釆用本發(fā)明 會更明顯。
下面同樣結(jié)合附圖4對本發(fā)明實施例所述裝置進行詳細說明。 如圖4所示，本發(fā)明實施例所述裝置包括差分通道經(jīng)過的兩個連接器一 連接器1和連接器2，凸出的插頭X1和凹槽X2構(gòu)成連接器1，凸出的插頭X3 和凹槽X4構(gòu)成連接器2，差分通道中的差分引腳對分別通過連接器1和連接器 2插入到背板A中。兩個連接器的差分引腳對在差分信號定義上為極性交叉的 關(guān)系，即差分引腳對在連接器的引腳定義上進行極性交叉，將連接器2(或連接 器1)的P極信號引腳與N極信號引腳進行互換。從圖4中可以看出，差分引 腳對經(jīng)過極性交叉處理后，連接器1的N引腳和連接器2的N引腳的長度和，等于連接器1的P引腳與連接器2的P引腳的長度和，連接器差分引腳的長度
差異問題就解決了。
另外，為了避免背板兩端在連接器差分引腳處產(chǎn)生的差分對不對齊而帶來 的傳輸質(zhì)量問題，本發(fā)明實施例對于差分通道在背板部分的差分線對進一步進 行補償，補償?shù)脑瓌t遵循就近補償原則，差分通道在背板內(nèi)的差分線段通過就 近補償后長度相等，并消除差分通道中因長度差引起的傳輸信號相位抖動。
關(guān)于本發(fā)明實施例所述裝置的具體原理及實現(xiàn)過程，由于在上述方法中已 有詳細說明，此處不再贅述。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供了一種消除高速差分通道連接器影響的方法 及裝置，回避了現(xiàn)有技術(shù)的不足，所有單板只需簡單利用布線工具做等長匹配， 除了可以補償連接器差分對引腳的物理長度不足，還可以補償材料、設(shè)計等引 入的傳輸特性誤差，對于開發(fā)效率更是獲得極大提高。
本發(fā)明不再需要增加復(fù)雜的布線約束補償，可以簡化復(fù)雜程度，降低工作
量；本發(fā)明可以消除連接器的差分對長度差異影響，做到嚴格匹配，在傳輸性 能上得到優(yōu)化。
并且采用本發(fā)明可以不用關(guān)心什么單板使用什么形式的連接器，筒單做長 度匹配即可；由于操作簡單，復(fù)雜背板和業(yè)務(wù)單板的布線周期縮短；由于達到 了嚴格匹配效果，傳輸性能得以改善。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易 想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護 范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1、一種消除高速差分通道連接器影響的方法，其特征在于，包括在差分通道經(jīng)過的兩個連接器間互換差分對信號的極性定義，將其中一個連接器的正極信號引腳與負極信號引腳進行互換。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 對于背板兩端在連接器差分引腳處產(chǎn)生的差分線段的長度差異進行補償。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對于背板兩端在連接器差分 引腳處產(chǎn)生的差分對長度差異，根據(jù)就近補償原則進行補償。
4、 一種消除高速差分通道連接器影響的裝置，其特征在于，包括差分通 道經(jīng)過的兩個連接器，所述兩個連接器的差分引腳對在差分信號定義上為極性 交叉的關(guān)系。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述差分通道在背板內(nèi)的差 分線段通過就近補償后長度相等，并消除差分通道中因長度差引起的傳輸信號 相位抖動。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除高速差分通道連接器影響的方法及裝置，其中，方法包括在差分通道經(jīng)過的兩個連接器間互換差分對信號的極性定義，將其中一個連接器的正極信號引腳與負極信號引腳進行互換；并且，對于背板兩端在連接器差分引腳處產(chǎn)生的差分線段的長度差異進行補償；本發(fā)明不再需要增加復(fù)雜的布線約束補償，可以簡化復(fù)雜程度，降低工作量；本發(fā)明可以消除連接器的差分對長度差異影響，做到嚴格匹配，在傳輸性能上得到優(yōu)化；并且采用本發(fā)明可以不用關(guān)心什么單板使用什么形式的連接器，簡單做長度匹配即可；由于操作簡單，復(fù)雜背板和業(yè)務(wù)單板的布線周期縮短；由于達到了嚴格匹配效果，傳輸性能得以改善。
文檔編號H04B14/06GK101605002SQ20091014877
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者張遠望 申請人:中興通訊股份有限公司