從事架頂式（TOR）交換機(jī)、路由器及服務(wù)器設(shè)計(jì)的OEM都要求I/O和背板連接器能夠提供極高的帶寬速度與效率，同時(shí)確保在封裝緊密的電路中提供適宜的熱管理，而不會影響信號的完整性。高速的雙同軸解決方案，而非標(biāo)準(zhǔn)的印刷電路板走線，代表當(dāng)前設(shè)計(jì)方法的一個(gè)重大變化。

為了滿足當(dāng)今業(yè)界的迫切需求，從事架頂式（TOR）交換機(jī)、路由器及服務(wù)器設(shè)計(jì)的OEM都要求I/O和背板連接器能夠提供極高的帶寬速度與效率，同時(shí)還要確保在封裝緊密的電路中提供適宜的熱管理，而不會影響到信號的完整性。為了對此作出補(bǔ)救，設(shè)計(jì)出高速的雙同軸解決方案，而不是使用標(biāo)準(zhǔn)的印刷電路板走線，代表了當(dāng)前設(shè)計(jì)方法中的一個(gè)重大變化。對于實(shí)施這些系統(tǒng)來說，存在著許許多多的理由，但是通常會圍繞幾個(gè)核心問題來展開，比如說：

? 減輕印刷電路板的損耗，這類損耗往往在ASIC到I/O的印刷電路板信道上發(fā)生。降低這些損耗后，通常還會帶來更多的好處，將會使設(shè)計(jì)人員的產(chǎn)品能夠與連接到TOR交換機(jī)的經(jīng)濟(jì)型的無源銅纜服務(wù)器協(xié)同工作。

? 降低印刷電路板的材料成本，方法是不再需要為印刷電路板使用新型的特殊材料（這類材料可在更高的數(shù)據(jù)速率下發(fā)揮作用）。預(yù)計(jì)的節(jié)省額約為每套系統(tǒng)300美元。

? 不再產(chǎn)生重定時(shí)器的成本，重定時(shí)器存在于信道當(dāng)中，這樣預(yù)計(jì)每個(gè)端口可節(jié)省10-15美元。

? 避免重定時(shí)器的耗電并產(chǎn)生電費(fèi)。這樣可以大幅降低TOR交換機(jī)的功耗。預(yù)計(jì)每端口可節(jié)省10-15瓦，每千瓦時(shí)的成本為0.12美元，因此每年總共可以節(jié)電約300美元（56Gbps）到525美元（112Gbps）。除了成本之外，在市場上還存在著要求產(chǎn)品減少溫室氣體排放的壓力，而降低功耗則可作為一個(gè)重大的貢獻(xiàn)因素。

? 通過只為較長的走線實(shí)施雙同軸解決方案來解決長走線的問題，同時(shí)還要在可行的情況下為較短的長度使用標(biāo)準(zhǔn)走線。

? 縮短上市時(shí)間。數(shù)據(jù)顯示，較早進(jìn)入市場可以獲得更大的利潤份額。對各條信道進(jìn)行優(yōu)化，會耗費(fèi)大量的時(shí)間并占用寶貴的工程資源。在前端實(shí)施雙同軸解決方案，則可以加快設(shè)計(jì)過程并提高市場的進(jìn)入速度。

對于考慮損耗問題的基本“經(jīng)驗(yàn)法則”

在評估雙同軸解決方案是否有所幫助時(shí)，最好先了解一下一整條信道鏈路上各個(gè)構(gòu)建塊的損耗。這種初步的審查可以很好的估計(jì)出所需的各個(gè)方面。

供考慮的損耗預(yù)算的基礎(chǔ)構(gòu)建塊為：

1. ASIC到“近ASIC”的連接器損耗。這是從ASIC到組件的第一個(gè)連接點(diǎn)的損耗。在56Gbps的系統(tǒng)中，該損耗通常為3-5dB。

2. 從“近ASIC”連接器到前面板I/O的電纜損耗。該損耗對于56Gbps下的34AWG雙同軸來說通常為每英寸0.21dB。將該損耗與印刷電路板損耗相比較，而這就是系統(tǒng)可以降低的主要損耗。這種損耗上的降低反過來又可以促成在I/O端口之間使用無源銅纜連接，并且不會再由于使用重定時(shí)器而產(chǎn)生成本和能耗。這些事項(xiàng)（損耗降低、成本降低以及功能降低）是推動著莫仕的BiPass解決方案之類的雙同軸解決方案不斷發(fā)展的主要貢獻(xiàn)因素。

3. I/O連接損耗。通常為1.5-2dB。無論是否實(shí)施某一解決方案，該損耗一般都相同。

4. 無源電纜組件損耗。通常約為每米7.5dB。

5. 返回路徑（重復(fù)）

在這一56Gbps的應(yīng)用場景下，解決方案可以在信道上減少約12dB的裕量。這一差別意味著設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)無源銅纜布線的互連，而無需再在信道鏈路上實(shí)施成本高昂的光纜。

實(shí)施線纜槽式的線纜管理以及“安裝簡便”的解決方案

一種可能的解決方案不再需要合同制造商（CM）來安裝和管理一系列I/O到ASIC的雙同軸組件，而是要求供應(yīng)商提供完整的預(yù)裝配雙同軸電纜“槽”，這種電纜槽可以作為一個(gè)完整的單元在CM處即時(shí)的安裝。在這種情況下，近ASIC連接器將在電纜槽中預(yù)定位到插入位置。這樣一來，CM就可以將電纜槽解決方案安裝到機(jī)殼中，然后向下按壓連接器即可使其部署到位–安裝完成。

這種預(yù)生產(chǎn)的解決方案具有多項(xiàng)優(yōu)勢：

1. 安裝簡便。全套的電纜組和I/O面板作為一整套解決方案供貨。如上所述，CM隨后將在機(jī)殼中安裝整個(gè)單元，將預(yù)定位的連接器按下到位，然后安裝完成。

2. 質(zhì)量控制/測試。這類“電纜槽”在交付時(shí)其中的每個(gè)獨(dú)立組件即已通過測試，而且整個(gè)單元也已經(jīng)過測試，因此可立即進(jìn)行安裝。

3. 顯著減少“操作人員錯誤”，這類錯誤會在安裝過程中發(fā)生。許多電纜都可產(chǎn)生潛在的安裝操作人員問題。采用一整套單元可以極大的降低操作人員安裝時(shí)出錯的風(fēng)險(xiǎn)。

此類解決方案可以根據(jù)需要來做到極其簡單或者復(fù)雜的設(shè)計(jì)，具體則取決于整個(gè)前面板的設(shè)計(jì)，包括頂出杠桿等等。以下所示為一些可能的例子。

熱工上的考慮事項(xiàng)與氣流

使用雙同軸解決方案的另一項(xiàng)優(yōu)勢就是有機(jī)會在不同的配置下實(shí)施解決方案，從而有助于改善氣流并增強(qiáng)熱性能。

盡管每個(gè)單獨(dú)的應(yīng)用都可以經(jīng)過調(diào)諧從而改善熱性能，在其他條件相同的情況下，對于采用哪種配置才可以提供最佳的熱性能，目前有一些簡單的規(guī)則正在浮現(xiàn)出來。

前部對前部應(yīng)用中的1x1保持架。在其他條件相同的情況下，預(yù)計(jì)熱性能可改善10℃。

主印刷電路板和夾層式印刷電路板應(yīng)用中的1x1保持架。根據(jù)基線，預(yù)計(jì)熱性能可改善約12℃（根據(jù)前一場景，改善2℃）。

1x2保持架，但垂直放置在機(jī)殼中，散熱片位于保持架的一側(cè)。兩個(gè)保持架并排放置，但是兩個(gè)保持架隨后朝向90度方向，從而可以垂直放置在機(jī)殼中。這樣，在氣流與保持架的頂部和底部發(fā)生接觸時(shí)，將具有優(yōu)勢。在這一場景中，根據(jù)基線，預(yù)計(jì)性能可改善14℃。

1x2保持架，但垂直放置在機(jī)殼中，散熱片位于保持架的兩側(cè)。該場景與上面的相同，但是散熱片位于保持架的頂部和底部。這樣就允許最大程度的散熱。在該場景中，根據(jù)基線，預(yù)計(jì)熱性能可改善17℃。

以上值僅供參考，基于模型，但是可以良好的說明使用雙同軸解決方案可以如何實(shí)現(xiàn)各種不同的布局，這樣反過來又可以做出熱性能上的改善。

實(shí)施ASIC到I/O的雙同軸連接，在信道的總經(jīng)濟(jì)性、性能、熱工及總應(yīng)用成本上可以獲得巨大的優(yōu)勢。本文的目的是提供一些明確的設(shè)計(jì)上的“經(jīng)驗(yàn)法則”，從而簡化設(shè)計(jì)流程?？紤]到這些因素后，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就不會再像一開始看起來那樣的復(fù)雜或者令人望而卻步了。而且，當(dāng)然，可靠的供應(yīng)商還可以在您的設(shè)計(jì)開發(fā)與實(shí)施過程中有所幫助。