יצרני מוליכים למחצה מחפשים כל העת אחר פתרון החיבור הטוב ביותר לאיפיון מקמ”שים מהירות גבוהה המותקנים בהתקני FPGAs ,ASICs
ו-ASSPs שלהם. באופן רגיל, מחברי SMA המורכבים על גבי לוחות מעגלים מודפסים, שימשו לפריצת אותות השידור והקליטה הדיפרנציאליים המצויים במקמ”שים מודרניים. איור 1 מציג ערכת איפיון Xilinx Spartan-6 FPGA SP623 בעלת מספר מחברי SMA המורכבים על גבי לוחות מעגלים מודפסים. גישה זו הייתה בשימוש במשך עשורים. מספר המקמ”שים במעגל מודפס היה נמוך ומחברי SMA המורכבים על גבי לוחות מעגלים מודפסים יכלו לתמוך בכמות נתונים אשר נמדדה
איור 1. ערכת איפיון Xilinx Spartan-6 FPGA SP623 בעלת מספר מחברי SMA המורכבים על גבי לוחות מעגלים מודפסים
בתחום המגה ביט ותחום הגיגה ביט הנמוך לשנייה. עם דחיפת מהירות המקמ”שים הסטנדרטיים אל מעבר ל-10 גיגה ביט לשנייה, פותחו מחברי SMA מהירות גבוהה המורכבים על גבי לוחות מעגלים מודפסים לתמיכה בכמות נתונים של עד 20 גיגה ביט לשנייה. אך, עקב חוק מוּר, צץ אתגר אחר.
עם הגידול בצפיפות המעגלים המודפסים עם צמתי עיבוד המתכווצים והולכים (90nm 65nm 45nm 28nm 20nm 16nm), יצרני ASIC, FPGA ו-ASSP הגדילו את מספר המקמ”שים הכלולים בפתרונות המוליכים למחצה מהירות גבוהה. לדוגמה, זילינקס (Xilinx) מתכננת כמות של עד 76 מקמ”שים על גבי ההתקנים ™ Zynq® UltraScale+MPSoCs שלהם ועד 128 מקמ”שים על גבי ההתקנים Virtex® UltraScale+. לוחות איפיון עבור התקנים אלו, ידרשו מאות מחברי SMA המורכבים על גבי לוחות מעגלים מודפסים. גישה זו מוכיחה עצמה כלא מעשית עקב גודל המעגלים המודפסים ומגבלות עלות. בנוסף לכך, נדרשים מערכי מעגלים מודפסים מורכבים יתר על המידה על מנת לתמוך בעשרות מחברי SMA בודדים. חייבת להיות דרך טובה יותר, הלא כן?
למזלנו, סאמטק (Samtec) נענתה לאתגר זה עם מערכת נקודת הבדיקה ®. ® תוכנן כטכנולוגיית SMA מחליפה עבור מערכות בדיקה ומדידה. היא מציעה שטח לוחות ואורכי מעקב קטנים יותר, ביצועים גבוהים יותר ועלות נמוכה יותר בהשוואה למחברי SMA המורכבים על גבי לוחות מעגלים מודפסים המסורתיים. תכנוני מערכים בעלי צפיפות גבוהה של מערכת ® מספקים עד פי 4 יותר אותות רוחב פס גבוה באותו שטח אחסון בהשוואה למחברי ה-SMA. המערכת זמינה בתכנונים עם יציאה אחת או תכנונים רבי יציאות, או כמחבר אחוד בצפיפות גבוהה.
איור 2. מערכת החיבור של ®
מערכת ® מספקת ביצועים גבוהים עם הפסדי החדרה של -3 דציבל ב-20 גיגה הרץ. סאמטק תכננה כבל מרושת SMA לא יקר לחיבור של מתאם כבל מיקרוגל לנקודות בדיקה בעלות ביצועים גבוהים. נקודות בדיקה אלו זמינות בתצורות חד ורב-ערוציות. בשני המקרים, לנקודות הבדיקה יש קצוות דחיסה ובריח כידון מכני לחיבור קל. נקודות הבדיקה כוללות גם אטמים מוליכים גמישים המאפשרים רשת הארקה קשיחה בין לוחות המעגלים המודפסים ונקודות הבדיקה. איור 2 מציג את מערכת החיבור של ®.
® מצאה יעד שימוש נוסף באיפיון, הערכה ופיתוח לוחות FPGA. סאמטק וזילינקס שיתפו פעולה על מנת לפשט את התכנון ולהקטין את שטח המעגלים המודפסים על גבי דורות רבים של לוחות FPGA. זילינקס משתמשת ב- בערכות האיפיון, ההערכה והפיתוח המפורטות להלן:
• Virtex-6 FPGA ML628 Characterization Kit
• Xilinx Kintex-7 FPGA KC724 Characterization Kit
• Xilinx Virtex-7 FPGA VC7215 Characterization Kit
• Xilinx Virtex-7 FPGA VC7222 Characterization Kit
• Xilinx Kintex UltraScale FPGA KCU1250 Characterization Kit
• Xilinx Virtex UltraScale FPGA VCU1287 Characterization Kit
• Xilinx Virtex UltraScale FPGA VCU108 Evaluation Kit
• Xilinx Virtex UltraScale FPGA VCU110 Development Kit
איור 3 מציג ערכת איפיון Xilinx Kintex UltraScale FPGA KCU1250 עם 8 לוחות ®.
איור 3. ערכת איפיון Xilinx Kintex UltraScale FPGA KCU1250 עם 8 לוחות ®
לאחרונה, החברה הודיעה על זמינות הרכיב הראשון במערך UltraScale+
שלהם – ה-™Zynq® UltraScale+MPSoC. מערכת זו כוללת שלושה סוגי מקמ”ש מהירות גבוהה: מקמ”ש GTR 6 גיגה ביט לשנייה, מקמ”ש GTH תחום ביניים 16 גיגה ביט לשנייה, ומקמ”ש GTY ביצועים גבוהים 32.75 גיגה ביט לשנייה. החברה פיתחה סרטון וידיאו המדגים את הביצועים ואת איכות האות של המקמ”שים. ביישום החברה, מערכת נקודת בדיקה של סאמטק, מספקת נתונים בשיעורים גדולים מ-16 גיגה ביט לשנייה. סאמטק פיתחה דור שני של מערך כבלים ® המציע ביצועים מוגברים (הכבל מציע התאמה פזית של ). דור זה של המערכת מציע קשיחות, חזרתיות, ו-…(flex- life) מוגברות בהשוואה לדורות קודמים של Bulls Eye.
למידע נוסף בנוגע למוצרי Bulls Eye, בקר באתר החברה והכנס את הערך “bulls eye” בתיבת החיפוש.
אודות המחבר:
מט ברנס (Matt Burns) הינו מנהל השיווק הטכני של סאמטק. הוא מפתח אסטרטגיות שיווק עבור פתרונות סיליקון – לסיליקון של סאמטק, ובמשך 16 השנים האחרונות הוא שימש כמוביל בתכנון, מכירות ושיווק טכני בתעשיות הרכיבים לטלקומוניקציה, רפואה ואלקטרוניקה. מט ברנס הנו בעל תואר ראשון בהנדסת אלקטרוניקה מאוניברסיטת Penn State.
