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研究生: 許辰豪
Chen-hao Hsu
論文名稱: 高速I/O連接器之設計
Design of High Speed I/O Connectors
指導教授: 楊成發
Chang-Fa Yang
口試委員: 曾昭雄
Chao-Hsiung Tseng
廖文照
Wen-Jiao Liao
王蒼容
Chun-Long Wang
蘇侯安
Hou-An Su
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 99
中文關鍵詞: 高速連接器差模傳輸SFPQSFPSAS
外文關鍵詞: High speed connector, Differential mode, SFP, QSFP, SAS
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  • 本論文提出三款不同規格的高速I/O連接器設計,第一款QSFP+2X1連接器為一款具有雙層四通道架構之小封裝熱插拔接收器,在單位機箱空間下可以達到原QSFP+連接器的兩倍傳輸容量,可應用於高速網路交換器、路由器與雲端伺服器等設備上,其數據傳輸速率可達單通道12Gbps。第二款nQSFP+1X1連接器為新一代的QSFP+連接器,其數據傳輸速率從單通道12Gbps提升至25Gbps。第三款為Mini SAS HD連接器,此款連接器常用於磁碟陣列伺服器中,數據傳輸速率最高可達單通道12Gbps。本研究針對上述三款高速I/O連接器分析其結構對阻抗之影響,其中同時考量機械特性與電氣特性,來調整連接器端子與塑膠的結構,以設計符合規範要求之高速連接器。此外,亦進行時域與頻域量測驗證,其中時域量測包含差模阻抗和傳輸偏移量,頻域量測包含差模反射係數、差模傳輸係數和串音干擾,並應用電路模擬軟體分析以獲得連接器的傳輸通道特性。本論文所提出之設計概念、驗證流程和分析方法可應用於高速連接器的設計與分析。


    This thesis propose three kinds of high speed I/O connectors design. The first design is two-layered quad small form-factor pluggable transceiver (QSFP) connector which can offer 2 times the data rate of original QSFP+ in the same space of the chassis with four-channel package and it supports speeds up to 12Gbps per channel. The SFP transceiver can be used in switches, router, servers, etc.. The second design is nQSFP+1X1 connector which is the next generation SFP system, with upgrading the speeds from 12Gbps to 25Gbps per channel. The third design is about Mini SAS HD connector which is commonly used in the RAIDs server(Redundant Array of Individual Disk Server) with the data rate up to 12Gbps.In this thesis, electromagnetic simulation software is applied to analyze the effects of the structure on the proposed connectors. Both mechanical and electrical properties were taken into account to adjust the structure of the connector and make the proposed connectors fulfill their own specification. In addition, the verification performed in time-domain measurements and frequency-domain measurements. The time-domain measurements include time-domain reflection impedance and propagation delay and the differential reflection coefficient, differential transmission coefficient and the crosstalk can be obtained in the frequency-domain measurements. Finally, the eye-diagram analyses can be acquired from the channel simulation. The design principles and the verification methods applied to design of high speed I/O connectors will be presented in the thesis.

    目錄 摘要 I Abstract II 目錄 III 圖目錄 V 表目錄 VIII 第1章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 2 1.3 章節概述 3 第2章 高速連接器概論 5 2.1 前言 5 2.2 特性阻抗 5 2.3 差模訊號與共模訊號 8 2.3.1 差模訊號之特性阻抗 11 2.3.2 共模訊號之特性阻抗 12 2.3.3 差模與共模訊號討論 14 2.4 頻寬與脈衝上升時間 15 2.5 時域反射原理 16 2.6 串音干擾 20 2.7 傳輸損耗 22 2.8 傳輸延遲與偏移 24 2.9 眼圖原理 25 2.10 連接器的製作與焊接 29 2.11 結論 32 第3章 QSFP高速連接器設計 33 3.1 前言 33 3.2 QSFP+ 2X1連接器 34 3.2.1 QSFP+ 2X1連接器規範與架構 34 3.2.2 QSFP+ 2X1結構分析 37 3.2.3 QSFP+ 2X1模擬分析 38 3.3 nQSFP+ 1X1連接器 45 3.3.1 nQSFP+ 1X1連接器規範與架構 45 3.3.2 nQSFP+ 1X1結構分析 48 3.3.3 nQSFP+ 1X1模擬分析 50 3.4 結論 54 第4章 Mini SAS HD高速連接器設計 55 4.1 前言 55 4.2 Mini SAS HD連接器規範與架構 56 4.3 Mini SAS HD連接器分析 61 4.4 Mini SAS HD連接器量測分析 68 4.4.1 時域量測分析 69 4.4.2 頻域量測分析 78 4.4.3 眼圖通道分析 87 4.5 結論 96 第5章 結論 97 參考文獻 98

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    無法下載圖示 全文公開日期 2019/07/23 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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