Die Öffnung des Signalauges – Qualitätsmerkmal für High-Speed-Verbindungen und wie sie bei RapidIO gewährleistet werden kann Sicherung der Signalqualität mit RapidIO

Angesichts der kontinuierlich ansteigenden Datenraten von Wireless-Basisstationen, kabelgebundener Netzwerkinfrastruktur sowie im Bereich der Avionik wird das Layout von Leiterplatten immer komplexer. Aus diesem Grunde...

Die Öffnung des Signalauges – Qualitätsmerkmal für High-Speed-Verbindungen und wie sie bei RapidIO gewährleistet werden kann

Angesichts der kontinuierlich ansteigenden Datenraten von Wireless-Basisstationen, kabelgebundener Netzwerkinfrastruktur sowie im Bereich der Avionik wird das Layout von Leiterplatten immer komplexer. Aus diesem Grunde verlangt die Signalintegrität oberste Priorität bei der Entwicklung digitaler Hardware. Bei RapidIO gibt es gezielte Maßnahmen, mit denen die Signalqualität gesichert werden kann.

Ein weit verbreitetes Mittel zur Erhöhung des Gesamtdatendurchsatzes sind die heute allgemein üblichen seriellen Hochgeschwindigkeitsverbindungen zwischen Chips. Sie transportieren gewaltige Datenmengen zwischen Prozessoren, FPGAs und DSPs. Darüber hinaus müssen diese Daten unter Umständen auch von der Platine über Backplanes zu Switch-Karten übertragen werden, die sie an andere Karten im Chassis oder zu Zielen im Netzwerk weiterleiten. RapidIO-fähige Switches sorgen für eine verbesserte Datenübertragung zwischen diesen Komponenten und werden häufig genutzt, um bei diesen Anwendungen die Anforderungen hinsichtlich Echtzeit-Datendurchsatz zu erfüllen.

Dabei spielt die Signalqualität eine wichtige Rolle für das gesamte System. Bei Serial RapidIO wird die Signalqualität anhand der Größe des Empfangsauges quantifiziert. Dieses Auge wird durch das Anlegen eines lang anhaltenden Signals erreicht und wiederholte Aufzeichnung über viele Signalperioden. Die Signalqualität ist um so höher, je größer die Öffnung des Auges ist (Bild 1).

Die Signalqualität kann auf verschiedene Weise beeinträchtigt werden. Sie verschlechtert sich beispielsweise durch Störsignale oder andere, zufällig in den Signalpfad gelangte Signale. Hierfür können ein mangelhaftes Routing des Signalleiters sowie eine Übertragung oder Strahlungseinwirkung externer Quellen genauso verantwortlich sein wie vom System selbst erzeugte Strahlung. Alle diese Faktoren tragen zu einer Verkleinerung der Größe des Empfangsauges bei. Neben diesen board-spezifischen Faktoren spielen auch die Geräteeigenschaften der Signalquelle (Sendeseite) sowie des Signalziels (Empfangsseite) eine Rolle für die Signalintegrität. Daher sind hinsichtlich der Signalintegrität auf Systemebene auch die Eigenschaften der ICs von Quelle und Ziel zu berücksichtigen.