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2012/10/12
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シグナル・インテグリティの基礎と応用セミナー
3. 高速マルチレーンにおけるクロストーク問題
テレダイン･レクロイ・ジャパン株式会社アプリケーション・エンジニア 伊藤 渉
内容
1. 最近の高速シリアル伝送規格
2. PCIe Gen3における伝送路の影響
3. クロストークの影響例
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内容
1. 最近の高速シリアル伝送規格
2. PCIe Gen3における伝送路の影響
3. クロストークの影響例
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最近の高速シリアル伝送規格
伝送レート 伝送路
USB3.0 5Gbps 5Gbps/laneTx/Rxペア
SATA Gen3 6Gbps 5Gbps/laneTx/Rxペア
PCI Express Gen3 8Gbps 8Gbps/lane最大x16
SAS12G 12Gbps 12Gbps/lanex4
10GBASEKR
(802.3ap-2007Backplane Ethernet)
10.3125Gbps 3.125Gbp/laneX4
SFI/SFP+ 最大11.1Gbps 最大11.1Gbps/laneTx/Rxペア
Infiniband 最大40Gbps 最大10Gbps/lanex4
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内容
1. 最近の高速シリアル伝送規格
2. PCIe Gen3における伝送路の影響
3. クロストークの影響例
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PCI Express 3.0 と PCIE 2&1
PCI Express 2.0 PCI Express 3.0
Bit Rate 5Gb/s 8Gb/s
Encoding/Decoding 8B/10B 128B/130B
Overhead 20% 1.5625%
Scrambling Optional Always
Effective Bit Rate 4Gb/s per lane 7.88Gb/s per lane
Transmission path Same as Gen1 Same as Gen1 and Gen2
Receiver Testing Informative Required
最大x16レーン
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PCI Express 3.0 PHY Layer
IC システムボード PCIEコネクタ アドインカード IC
長いボード上伝送線路、コネクタによって信号品質が劣化
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表裏に各16ペアの差動レーンが錯綜します
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PCI Express 3.0 Compliance Load Board x1 x16
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PCI Express 3.0 アドインカード・テスト
PCI Express 3.0の動作
TxEQ RxEQ
TxEQ – De-emphasis and Pre-shoot
RxEQ - CTLE
RxEQ – DFE
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PCI Express 3.0の動作
TxEQ RxEQ
Tx implements a FIR based equalization
1 of 11 presets are used during TxEQ process
Equalization is based on 3 tap (pre cursor + post cursor) to create de-emphasis and pre-shoot
Rx implements a behavior equalization algorithm
Behavorial CTLE
Behavioral DFE
Behavioral CDR
Rx with send TxEQ preset requests to Tx to optimize TxEQ to achieve Dynamic Equalization through link initialization
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受信端での信号劣化
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伝送線路によるEYEの劣化
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送信側プリセットによる受信端信号の回復
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伝送路の高周波損失分をTx側で補正して高速伝送を確保
しかし、クロストークがあったら？
内容
1. 最近の高速シリアル伝送規格
2. PCIe Gen3における伝送路の影響
3. クロストークの影響例
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クロストークのある場合
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Victimラインの信号パス
FEXTNEXT
Aggressorによる信号混入
結合線路部分
Victim信号8Gbps NRZ
Agressor信号4GHz CLOCK
結合した２レーンの伝送路特性
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隣接チャネルにステップ波形が入力された場合
FEXTはインパルスとして混入してきます
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実測結果
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Agressor 500mV
Agressor 0mV Agressor 250mV
クロック同期した他レーンのFEXTインパルスノイズはEYEの同じ位置に重畳してきます
SDAIII クロストーク・アイによる波形比較
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クロストークの影響を比較するにはSDAIIIのXtalk EYEによる比較が有効です
