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Jul 20, 2023

Signalintegritätsprodukte

Da Datenraten und Portdichten weiter zunehmen, müssen Systementwickler zwischen zwei Extremen wählen, um ihre Konnektivitätsanforderungen zu erfüllen. Glasfaserverbindungen ermöglichen jedoch größere Reichweiten

Da Datenraten und Portdichten weiter zunehmen, müssen Systementwickler zwischen zwei Extremen wählen, um ihre Konnektivitätsanforderungen zu erfüllen. Glasfaserverbindungen ermöglichen größere Reichweiten, die Systemlösungen sind jedoch sehr teuer und stromhungrig. Kupferkabel bieten eine Lösung mit geringem Stromverbrauch, aber die Dicke, das Gewicht und die Dämpfung begrenzen den Port. Bei Leitungsraten von mehr als 10 Gbit/s können passive Kupferkabel keine Verbindungen über mehr als ein paar Meter unterstützen. Die Signalintegritätsprodukte von Renesas mit Q-Active-Technologie bieten eine 300-prozentige Reichweitenverlängerung gegenüber passiven Kupferlösungen und verbrauchen 80 % weniger Strom als konkurrierende optische Lösungen.

Mit der steigenden Nachfrage nach Videos in höherer Qualität wird Ultra-HD (UHD 4K) immer beliebter und das aufkommende 8K-Video folgt direkt dahinter. Die Videoschnittstellentechnologie verändert sich, um die für höhere Auflösungen, Farbtiefen und Bildwiederholraten erforderliche Geschwindigkeit zu übernehmen. Der Übergang von analogem Video zu digitalem Video über eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle (z. B. HDMI, DisplayPort, LVDS und MHL) trägt dieser großen Datenübertragung Rechnung. USB 3.1 Typ-C kombiniert Audio-, Video- und bidirektionale Datenübertragung sowie Stromversorgung und wird zu einer weit verbreiteten Verbindung zwischen mobilen Geräten, PCs, Kameras, Monitoren und mehr. Die Redriver-ICs von Renesas mit analogen Equalizern sind die perfekte Lösung für VESA DisplayPort v1.3 (8,1 Gbit/s) lange aktive USB-C-Kabel.

Darüber hinaus stehen Systementwickler mit der Zunahme der Signalgeschwindigkeiten in Computer-, Speicher- und Kommunikationsanwendungen vor größeren Herausforderungen bei der Signalintegrität. Das Signalintegritätsproduktportfolio von Renesas bietet Signalaufbereitungsgeräte für gängige Multi-Gigabit-pro-Sekunde-IO-Protokolle, die Signalqualität über größere Entfernungen liefern und gleichzeitig ein vereinfachtes Design durch die Verringerung von Einschränkungen beim Platinenlayout bieten.

Vorteile der Signalaufbereiter von Renesas:

Aufgrund der Sender-, Empfänger- und Kanaleigenschaften können sich Hochgeschwindigkeitssignale bis zum Erreichen der Endempfänger auf ein inakzeptables Niveau verschlechtern. Die Signalverstärker (Signalaufbereiter) von Renesas wurden speziell zur Lösung dieser Probleme entwickelt und sorgen durch die Kompensation der Kabel- und PCB-Leiterbahndämpfung sowie des ISI-Jitters für minimalen Jitter und maximale Augenöffnung am Zielempfänger. Dies wird erreicht, indem das gesendete Signal verstärkt wird, das empfangene Signal entzerrt wird oder beides geschieht, wenn eine der beiden Optionen allein aufgrund der Kanallänge oder aufgrund von durch Durchkontaktierungen und Anschlüsse erzeugten Diskontinuitäten nicht ausreicht. Darüber hinaus minimieren Renesas-Retimer zufälligen Jitter und erhöhen so die Signalqualität weiter.

Die Renesas SIP-Familie von Signal-Repeater-ICs bietet Unterstützung für: 5 Gbit/s PCI Express® (PCIe) Gen2, USB 3.0, 6 Gbit/s SAS/SATA; 6,25 Gbit/s Serial RapidIO® 2.1 und andere Standards für Computer-, Speicher- und Kommunikationsanwendungen. Signalaufbereitungsgeräte verfügen über erweiterte Empfangsentzerrungs- und Sende-Deemphasis-Funktionen sowie Diagnosefunktionen, die Renesas-Kunden dabei helfen, ein vereinfachtes Design mit schnellerer Markteinführungszeit zu erreichen. Insbesondere treiben die Geräte lange On-Board-Leiterbahnen, Backplane-Leiterbahnen und Kabel zu externen Geräten an, um eine optimale Systemleistung sicherzustellen. Darüber hinaus verfügen die Signal-Repeater-ICs von Renesas über Signalverlusterkennung (LOS) und individuelle Kanal-Loopback-Diagnosefunktionen sowie 2:1-Mux/Demux-Funktionen. Geräte unterstützen 2, 4 oder 8 Differenzkanäle, konfigurierbar über I2C, Steuerpins oder EEPROM. Die Repeater-ICs bieten Stromsparmodi für den geringstmöglichen Stromverbrauch.

Retimer von Renesas sind die ersten Signalkonditionierungsteile der Branche, die vollständig mit der PCIe 3.0-Spezifikation kompatibel sind. Sie sind mit dem PCIe Automatic Link Equalization-Verfahren kompatibel, was das Systemdesign vereinfacht und die Zuverlässigkeit mit jeder PCIe-kompatiblen Erweiterungskarte oder jedem Host-Bus-Adapter erhöht. Die Signalaufbereiter sind darauf ausgelegt, die Signalintegrität zu verbessern und die maximale Leiterbahn- und Kabellänge auf der Leiterplatte mehr als zu verdoppeln. Diese Geräte minimieren sowohl zufälligen als auch deterministischen Jitter des Eingangssignals, bevor sie es an Zielgeräte übertragen.

Renesas-Repeater und Retimer eignen sich ideal zur Lösung von Signalintegritätsproblemen in Blade-Servern, Unternehmensspeichern, Kommunikationssystemen und Cloud Computing.