本發(fā)明屬于電子儀器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種高速串行背板。

背景技術(shù)：

標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化是當(dāng)前電子儀器設(shè)備發(fā)展的主要趨勢(shì)。在標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的系統(tǒng)中，各個(gè)功能模塊都插在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱里，共用一個(gè)電源，并通過背板連接實(shí)現(xiàn)模塊之間的數(shù)據(jù)通信，完成預(yù)定任務(wù)。背板作為連接各板卡的橋梁，得到越來越廣泛的應(yīng)用。在項(xiàng)目研制的合成儀器中，背板主要用于系統(tǒng)控制器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及信號(hào)發(fā)生模塊三個(gè)模塊板卡之間的連接。背板是多板卡電子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)板卡間數(shù)據(jù)通信的核心單元，其應(yīng)用無處不在。

背板與一般電路板存在諸多不同，比如背板的速率更高，帶負(fù)載能力更強(qiáng)，尺寸相對(duì)來說也要更大。與此同時(shí)，它的信號(hào)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，連接器密集度更高，加工工藝難度也更難。因此，在進(jìn)行背板設(shè)計(jì)時(shí)，必須面對(duì)信號(hào)串?dāng)_、傳輸線效應(yīng)、噪聲等信號(hào)完整性問題及電源分配設(shè)計(jì)、EMC/EMI 控制等技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明就是針對(duì)上述問題，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速串行背板；本發(fā)明具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、高速化的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)滿足數(shù)據(jù)高速可靠傳輸。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

本發(fā)明一種高速串行背板,采用PXI Express總線標(biāo)準(zhǔn)，包括PXI Express系統(tǒng)控制插槽、定時(shí)和觸發(fā)總線、PXI Express混合外設(shè)槽、PCI數(shù)據(jù)總線、PCI Express橋；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽和PXI Express混合外設(shè)槽均由連接器XJ1、XP3、XP4、P1，所述連接器XJ1為電源連接器，所述連接器XP3為PCIe通路模塊，所述連接器P1為PCI通路；所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽的XP4連接器通過定時(shí)和觸發(fā)總線分別與PXI Express混合外設(shè)槽的XP4連接器相連，所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽的連接器XP3通過PCI Express橋與PXI Express混合外設(shè)槽的連接器XP3相互連接，所述PXI Express混合外設(shè)槽的連接器XP3之間相互連接，所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽的連接器P1通過PCI數(shù)據(jù)總線與PXI Express混合外設(shè)槽的P1相連。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明高速串行背板為6U尺寸、4插槽結(jié)構(gòu)，所述4插槽結(jié)構(gòu)由1個(gè)PXI Express系統(tǒng)控制插槽和3個(gè)PXI Express混合外設(shè)槽組成；所述插槽由4個(gè)連接器XJ1、XP3、XP4、P1組成。

作為本發(fā)明的另一種優(yōu)選方案，所述連接器采用ERmet ZD連接器。

本發(fā)明的有益效果是。

本發(fā)明提供一種高速串行背板，采用基于PXI Express的高速串行背板，該背板尺寸滿足6U尺寸，擁有4插槽結(jié)構(gòu)，傳輸速率能達(dá)到3.125Gbps；本發(fā)明高速串行背板有著十分良好的信號(hào)完整性及電源完整性，鏈路通道暢通，可在模塊間正常通信，并能在長時(shí)間工作狀態(tài)下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，符合本發(fā)明目標(biāo)，滿足項(xiàng)目要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種高速串行背板的整體結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為本發(fā)明一種高速串行背板的整體結(jié)構(gòu)框圖。采用PXI Express總線標(biāo)準(zhǔn)，包括PXI Express系統(tǒng)控制插槽、定時(shí)和觸發(fā)總線、PXI Express混合外設(shè)槽、PCI數(shù)據(jù)總線、PCI Express橋；其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)是：所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽和PXI Express混合外設(shè)槽均由連接器XJ1、XP3、XP4、P1，所述連接器XJ1為電源連接器，所述連接器XP3為PCIe通路模塊，所述連接器P1為PCI通路。

所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽的XP4連接器通過定時(shí)和觸發(fā)總線分別與PXI Express混合外設(shè)槽的XP4連接器相連，所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽的連接器XP3通過PCI Express橋與PXI Express混合外設(shè)槽的連接器XP3相互連接，所述PXI Express混合外設(shè)槽的連接器XP3之間相互連接，所述PXI Express系統(tǒng)控制插槽的連接器P1通過PCI數(shù)據(jù)總線與PXI Express混合外設(shè)槽的P1相連。

本發(fā)明高速串行背板為6U尺寸、4插槽結(jié)構(gòu)，所述4插槽結(jié)構(gòu)由1個(gè)PXI Express系統(tǒng)控制插槽和3個(gè)PXI Express混合外設(shè)槽組成；所述插槽由4個(gè)連接器XJ1、XP3、XP4、P1組成。其中，所述XJ1為電源連接器，用于為外設(shè)模塊進(jìn)行供電；所述XP3為PCIe通路模塊，用于傳輸PCIe信號(hào)及差分時(shí)鐘信號(hào)；所述XP4連接器用于傳輸PXI儀器標(biāo)準(zhǔn)下的觸發(fā)信號(hào)；所述P1為PCI通路，用于傳輸PCI總線信號(hào)，以保證與PXI外設(shè)的兼容性。

本發(fā)明應(yīng)用PXI Express 總線技術(shù)，系統(tǒng)背板將PXI測試系統(tǒng)的可用傳輸帶寬從132MByte/s提升到了6GByte/s，這為儀器測試系統(tǒng)提供了易于實(shí)現(xiàn)的新的解決方案，而不必依賴于昂貴的專用硬件；同時(shí)PXI Express 規(guī)范中采用100MHz 的差分信號(hào)，提高了機(jī)箱中不同模塊間信號(hào)的傳輸率，極大的改善了同步功能，大幅提升了PXI Express測試系統(tǒng)的測量精度；更重要的是，在PXI Express規(guī)范中硬件上保持了對(duì)PXI的兼容，軟件上仍然使用PXI規(guī)范中定義的標(biāo)準(zhǔn)軟件框架；這些都為測試系統(tǒng)的可持續(xù)開發(fā)提供了保障。

本發(fā)明采用的PXIe背板連接器為ERNI公司的ERmet ZD連接器，這是一款高速差分結(jié)構(gòu)的連接器；它最高可支持10Gbps的數(shù)據(jù)傳輸率，具有阻抗連續(xù)好、串?dāng)_低等優(yōu)良特性。本發(fā)明采用的背板疊層結(jié)構(gòu)為8層結(jié)構(gòu)，其中2、5、7層為信號(hào)層，3、4、6層為電源層，1、8層為地層；每一個(gè)信號(hào)層都位于電源層和地層之間，不僅有完整的參考平面，還有很好的電磁兼容性；這樣的疊層結(jié)構(gòu)為布線工作帶來了很多便利。

本發(fā)明高速電路系統(tǒng)電源是為板上的高速設(shè)備提供一個(gè)噪聲盡可能小的純凈的電源，電源完整性的作用是為系統(tǒng)所有的信號(hào)線提供完整的回流路徑，所以電源必須滿足電源完整性；對(duì)于背板的電源，本發(fā)明采用CPCI電源，在背板上安裝獨(dú)立的電源層和地層，并合理放置去耦電容。

可以理解的是，以上關(guān)于本發(fā)明的具體描述，僅用于說明本發(fā)明而并非受限于本發(fā)明實(shí)施例所描述的技術(shù)方案，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或等同替換，以達(dá)到相同的技術(shù)效果；只要滿足使用需要，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。