Wenn ich über schnelle serielle Schnittstellen wie RapidIO oder RocketIO lese, finde ich Datenraten von 3,125 Gigabit/Sekunde und mehr.
Meine Frage ist: 3,125 Gb/s = ?? GHz
Wie ist die Beziehung zwischen Datenraten (in Bits pro Sekunde) und Frequenzen (in Hz)?
Ich möchte diese Hochgeschwindigkeitssignale routen und möchte ihre tatsächliche Frequenz auf der Spur kennen, damit ich mich um die Signalintegrität kümmern kann.
RapidIO verwendet eine oder mehrere LVDS-Spuren (Low Voltage Differential Signal) parallel.
Das Unit Interval (einfach die Dauer eines Bits) jeder einzelnen Spur beträgt 320 ps (entspricht 3,125 GHz), wenn mit 3,125 GBaud gesendet wird.
Es ist rechteckförmig, mit definierten Anstiegs- und Abfallzeiten des Signals.
Lesen Sie mehr in Kapitel 8 von http://www.rapidio.org/data/specs/SerialSpec_v_1pt2.pdf
Erstens sind Gigabit-Verbindungen im Allgemeinen viel näher an Sinuswellen als die quadratischeren Low-Speed-Signale, sodass Sie sie in erster Näherung als solche behandeln können (Sie werden nicht weit davon entfernt sein).
Bei der Frequenz muss man etwas aufpassen. Jeder Übergang in einer Gigabit-Verbindung wird in das nächste Datenelement übersetzt, sodass ein vollständiger 1-0-1-Zyklus einen vollständigen „Takt“-Zyklus darstellen würde.
Das Nettoergebnis davon ist, dass die effektive Betriebsfrequenz der Verbindung die Hälfte der Leitungsrate beträgt (dh 1,5 GHz für eine 3 Gb/s-Verbindung). Mit anderen Worten, Sie erhalten 2 Datenbits für jeden 1-0-1-Übergang.
Versuchen Sie in Bezug auf das Routing der Leiterbahnen, mehr als 2 Durchkontaktierungen für jede Leiterbahn des differentiellen Paares zu vermeiden, wenn Sie von der Quelle zum Ziel gelangen. Bei höheren Frequenzen lohnt es sich auch, die Leiterbahnen zwischen ein Paar Masseplatten zu legen und Blind- oder Mikrovias zu verwenden - bei 10 Gb/s kann sogar ein normales Through-Via Probleme verursachen. Wir verwenden normalerweise eine 2-Kern-Konstruktion mit einem blinden Via durch die obere Hälfte und legen die seriellen Verbindungen zwischen den Erdungen auf den Schichten 2 und 4 ein. Sie können auch andere PCB-Materialien als FR4 in Betracht ziehen, je nach Leiterbahnabstand, insbesondere beim Gehen > 5 GB/s. Für niedrigere Geschwindigkeiten und kurze Strecken ist dies wahrscheinlich zu viel des Guten, aber Sie sollten auf jeden Fall immer eine durchgehende Referenzebene neben den Spuren haben.
Wenn Sie sich wirklich Sorgen machen, erstellen Sie ein geeignetes Signalintegritätsmodell mit etwas wie HyperLynx oder einem 3D-Wellenform-Solver, aber Sie müssen sich wahrscheinlich keine Gedanken darüber machen, es sei denn, Sie haben (wie wir) Verbindungen mit > 144 x 10 Gb/s ein dichtes Brett.
Um nur einige Faustregeln zusammenzufassen:
Serielle RapidIO-Links verwenden keine LVDS-I/Os mehr. Dies galt für 8-Bit-Parallel-RapidIO, das bis zu 1 GHz lief.
Mit Serial RapidIO können Verbindungen mit 1,25, 2,5 oder 3,125 GBaud für Version 1.3 betrieben werden. Auf der Verbindung verwenden wir 8b/10b-Codierung für die differentiellen Paare. Dadurch wird sichergestellt, dass die richtige Anzahl von Übergängen stattfindet, um die Verbindungen trainiert zu halten.
3,125 Gbaud oder 3,125 Gbps bedeuten, dass die Verbindung mit einer Taktrate von 3,125 GHz läuft.
Die effektive Datenrate einer 3,125-GBaud-Verbindung mit 8b/10b-Codierung beträgt 2,5 Gbit/s Nutzdaten, die übertragen werden, da 20 % der Bandbreite hinzugefügt werden, um sicherzustellen, dass auf der Verbindung genügend Übergänge zwischen 0 und 1 auftreten.
Die anfängliche Sorge galt dem Routing von Serial RapidIO-Links mit 3,125 Gbit/s. Bitte ziehen Sie in Betracht, auf die IDT-Website und den Serial RapidIO-Supportbereich zuzugreifen, um eine Liste mit vorgeschlagenen Board-Routing-Regeln zu erhalten, die Ihr Board-Layout zu einem erfolgreichen Erlebnis führen.
Im Allgemeinen 1 Gbit = 1 GHz ...
ABER...
Dies wäre eine Sinuswelle und keine Rechteckwelle. Eine gute Rechteckwelle hat mindestens 5 Harmonische, sodass Sie möglicherweise nahe an 5 GHz denken.
Das Photon