56/112 Gbps PAM4数据传输的现实

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这些和其他需求应用需要最高性能的硅。幸运的是，56 Gbps PAM4以太网交换机、fpga、SerDes和时序芯片已经商业化。112 Gbps PAM4测试硅也可在NDA下使用，生产112 Gbps PAM4硅即将到来。

系统架构师、PCB设计师、SI专家和其他工程师正在迅速发现一些东西。演示或原型56/112 Gbps PAM4性能是一回事。在这些数据速率下实现生产级一致性是另一项任务。有哪些挑战?

56/112 Gbps PAM4信号退化的来源

简而言之，所有的设计细节都很重要。以传播媒介为例。大多数工程师可能会认为他们使用的是PCB，但事实未必如此。在长距离应用中，在56/112 Gbps的PAM4数据速率下，使用低噪声、高性能的双轴电缆组件可能是更好的选择。光纤也是一种选择。当使用PCB时，层压板材料的选择对优化性能至关重要。

还有哪些设计细节会影响整个系统的性能?生产过程的一个主要目标是消除或最小化系统级设计参数的可变性。例如，制造变化发生在PCB和组件级别。由于PCB织物编织造成的倾斜会影响信号的完整性。此外，硅的变化虽然很小，但可能会在批次之间发生。像COM这样的规范有助于消除系统建模中的这些变量。

对于互连，由于温度变化导致的性能下降往往被忽视。考虑跨几种不同介质的典型信号跟踪。假设走线长度恒定，插入损耗(IL)随频率增加而增加。但是温度变化对同一轨迹的插入损耗有什么影响呢?

上图显示了温度对跨多种介质的IL的影响。在高频率下(bbb20 GHz)，在25°C - 85°C的温度范围内，IL可以变化10db以上。虽然使用MEGTRON 7和Tachyon等高性能超低损耗材料可以减少温度对IL的影响，但在高数据速率下，温度的可变性仍然足以影响系统性能。

解决方案是什么?

温度变化及其对插入损耗的影响只是设计中需要考虑的一个细节。工程师如何在56/112 Gbps PAM4系统中补偿这一点和其他设计细节?信号和系统需要进行建模、模拟和测试，并具有适当的相关性。

在我们的实验室中，互连产品开发和通道性能侧重于多物理场建模和仿真。对互连和信号通道进行了电气、机械、热学和其他标准的建模和仿真，以优化性能。随着解决方案的模拟和测试，通过高度迭代的过程开发出更精确的模型。

原型组件和系统被构建和测试，直到测试数据与模拟数据相关联。这种模拟和测试数据的高精度相关性提供了更准确的模型，更高的信号裕度，以及对最终互连解决方案的更高水平的工程信心。

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