CN102751639B - PCIe电气信号传输线缆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCIe电气信号传输线缆，包括：线缆主体，由twinax扁平线缆制成；以及与线缆主体的两端连接的两个连接器。本发明通过采用twinax扁平线缆以及PCIe插槽，扩展了传输线缆的使用范围并且减少了电气信号干扰和外界电磁辐射的影响。

Description

PCIe电气信号传输线缆

技术领域

本发明涉及服务器领域，更具体地，涉及一种PCIe电气信号传输线缆。

背景技术

PCIe(Peripheral Component Interconnect Exress)是PCI-Sig组织于2002年正式发布的一种取代传统PCI总线、PCI-X总线的高速串行总线互联标准，支持×1，×2，×4，×8，×12，×16，×32多通道点对点数据通信，每通道独享其物理带宽，目前PCIe 3.0支持最大传输速率为8.0GT/s。其中，×1是指具有1路物理lane(通路)的PCIe总线链路或接口，×2是指具有2路物理lane的PCIe总线链路或接口，其它以此类推。

PCIe总线是目前业界普遍采用的一种实现点对点通信的新型高速互联串行总线标准，相比传统的并行构架的PCI总线、PCI-X总线，每个PCIe设备都独享其物理信道，各设备互联时并发数据传输互不影响，提高系统的传输速率和有效物理带宽。因而，PCIe总线作为一种高效的板级系统互联、外接板卡扩展解决方案，广泛应用在PC、工控机、高性能服务器等领域。

在服务器领域，服务器主板通常在CPU与PCH、IB(infiniband)适配器之间、PCH与BMC(Baseboard Management Controller))之间采用不同位宽PCIe总线互联通信，或通过×4、×8、×16标准的PCIe插槽连接物理板卡对CPU功能进行外接扩展。

在某些特殊场合，除了在服务器主板上标准PCIe插槽进行有效物理扩展外，还需要通过线缆对PCIe电气信号进行互联。目前，服务器领域广泛采用PCIe电气信号延长线缆，其两端的连接器均采用有源器件与标准的金手指工艺相结合，且实现PCIe电气信号互联的延长线缆均为标准的同轴线缆。

然而，现有的PCIe电气信号延长线缆具有以下缺点：

1、现有的PCIe电气信号延长线缆其两端均采用标准金手指工艺，只能与附有PCIe插槽的主板或背板进行互联，限制了其应用领域；

2.为了提高PCIe电气信号传输信道的信噪比，需要在延长线两端的连接器模块采用诸如运放、控制芯片等有源器件对PCIe电气信号进行调理(如放大、缩小信号的幅度)、时序控制等；

3.延长线缆和连接器的尺寸较为庞大，重量较重，柔韧性较差，占用较大物理空间，在一定程度上给设备之间的布线带来困难，不利于服务器机箱或机柜设计朝小型化方向发展；

4.传统的延长线缆制造耗费较多的资源，无形中增加了产品成本，抑制了产品竞争力，且不利于城市低碳生活标准。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种PCIe电气信号传输线缆，能够减小传输线缆尺寸，降低系统误码率以及提升了线缆的安装自由度。

根据本发明的一个方面，提供了一种PCIe电气信号传输线缆，包括：线缆主体，由twinax扁平线缆制成；以及与线缆主体的两端连接的两个连接器。

优选地，两个连接器中的一个采用金手指连接器，另一个采用标准PCIe插槽。

优选地，两个连接器中的一个采用金手指连接器，另一个采用非标准PCIe插槽。

优选地，非标准PCIe插槽为Mini PCIe插槽。

优选地，两个连接器均采用标准PCIe插槽。

优选地，两个连接器均采用金手指连接器。

优选地，两个连接器为×N连接器，其中，N＝1，2，4，8，12，16，32。

优选地，在twinax扁平线缆的外围增加尼龙护套。

更优选地，在twinax扁平线缆与连接器的互联处增加一定厚度的绝缘胶状物质。

优选地，twinax扁平线缆的宽度根据配套系统要求传输数据带宽而变化。

优选地，twinax扁平线缆的长度最大可达1m，，并且信号强度衰减不超过3dB。

本发明通过采用twinax扁平线缆以及PCIe插槽，扩展了传输线缆的使用范围并且减少了电气信号干扰和外界电磁辐射的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的PCIe电气信号传输线缆的示意图；

图2是根据本发明另一实施例的PCIe电气信号传输线缆的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下，参照图1详细描述本发明的PCIe电气信号传输线缆。图1是根据本发明实施例的PCIe电气信号传输线缆的示意图。

参照图1，PCIe延长线缆两端的连接器分别由符合PCI Express^TMConnector High Speed Electrical Test Procedure Revision 1.0标准的×N(N＝1，2，4，8，12，16N取决于具体用户需求)标准金手指和PCIe标准物理插槽构成，一端采用标准金手指工艺的延长线缆连接器与服务器主板上PCIe插槽进行互连，另一端采用标准PCIe插槽延长线缆连接器与PCIe板卡或者外围扩展背板相连接。从而，拓展了PCIe延长线缆的使用范围。

注意，上面描述了一端采用金手指工艺，另一端采用标准PCIe标准物理插槽的情况，但本发明不限于此。例如，可以在两端均采用金手指工艺或者在两端均采用标准PCIe标准物理插槽；或者还可以采用非标准PCIe物理插槽，诸如Mini PCIe插槽。

另一方面，本发明的PCIe柔性延长线缆采用twinax扁平线缆(线缆各方面参数均符合PCIExternal Cabling Specification Revision 1.0标准)，减小了线缆的物理尺寸大小，采用特殊的压制工艺使线缆各lane差分对外层均被铝箔包裹，屏蔽了外界电磁干扰。在定制具体的PCIe电气信号传输延长线缆时，可根据客户需求，选取适当宽度扁平线缆进行搭配，构建不同带宽的传输延长线缆。其中，twinax是屏蔽双绞线，其类似于同轴电缆的线缆，内层由互相缠绕的双绞线构成，外层由铝膜包裹，减少相互之间电磁辐射和外界干扰的影响，具体可分为STP(Shielded Twisted-Pair)和FTP(Foil Twisted-Pair)两种。

此外，本发明还在柔性twinax扁平线缆的外围采用普通的尼龙护套，增强PCIe电气信号传输延长线缆的柔韧性和抗物理冲击能力，其性能不亚于传统的塑料胶皮外套。

在本发明中，根据客户需求，可通过搭配PCIe延长线缆两端连接器及延长线缆宽度，灵活定制不同位宽的PCIe电气信号延长线缆。如一端采用×16标准金手指工艺，另一端采用×16标准PCIe插槽，通过接口定义将其引脚一一映射，除直接实现服务器与PCIe板卡物理互联之外，还可应用于服务器主板PCIe接口外围扩展。此外，本发明的PCIe延长线缆的长度也可以根据需要定制。

另外，针对传统同轴线缆尺寸较大，制作过程中需要消耗较多的耗材，且使用过程中，占用服务器机柜或机箱较大的物理空间等缺陷，采用材质轻薄、柔韧的twinax扁平线缆作为其有效替代手段。由于其采用铝箔对PCIe延长线缆各lane差分对信号进行了的物理屏蔽，从而抑制数据传输过程中各lane之间干扰及外界电磁辐射的影响，提高了PCIe延长线缆总体噪声容限，降低了系统误码率，系统鲁棒性得以明显增强。

更进一步地，由于采用柔性传输线缆，有效利用了服务器机柜和机箱有限的物理空间，在提升了延长线缆安装自由度的同时，降低了研发人员主板布局难度。此外，在柔性twinax扁平线缆的外围增加尼龙护套，取代常用的塑料胶皮外套，增强PCIe延长线缆机械强度，防止在搬运和安装的过程中，对twinax扁平线缆外层铝箔或线缆本身造成机械损伤。于此同时，尼龙护套的采用，在一定程度上杜绝了线缆上破损铝箔与服务器主板或扩展背板表面电路接触而发生短路现象。

图2是根据本发明另一实施例的PCIe电气信号传输线缆的示意图。

参照图2，该实施例与上述实施例的差别在于，在屏蔽双绞线缆与PCIe标准插槽/金手指互联处，增加一定厚度的绝缘黑胶带或胶状物质(如玻璃胶、热熔胶等)，用以增强其机械强度，防止在安装、使用过程中由于人为因素而造成连接处电气连接稳定性变差(接触不良)从而影响PCIe电气信号传输质量。

由此，本发明实现了以下优点：

1、减小了PCIe传输线缆物理尺寸，释放了其占用的机柜或机箱空间，提高了设计人员的布局灵活性；

2、在信号噪声容限范围内，可根据客户需求定制不同带宽(即，twinax扁平线缆的宽度根据配套系统要求传输数据带宽而变化)、不同传输距离的PCIe电气信号延长线缆；

3、有效减小PCIe传输线缆各lane之间的电气信号干扰和外界电磁辐射的影响；

4、具有较强的物理柔韧性和抗机械冲击能力；

5、由于采用了twinax柔性扁平线缆，因此延长线缆两端连接器无需额外的有源器件对PCIe信号进一步处理，无需额外的软件开销；

6、制作工艺简单，节省了互联线缆的耗材，降低了其生产成本，提高了产品核心竞争力。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过将twinax柔性扁平线缆与PCIe标准连接器进行有效结合，在PCIe电气信号传输过程中，无需添加额外的有源器件对PCIe电气信号进行调理，且可针对具体客户需求，灵活定制出不同物理带宽、不同长度(柔性长度可达到1m，信号强度衰减不超过3dB)的柔性无源PCIe电气信号传输延长线缆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种PCIe电气信号传输线缆，其特征在于，所述传输线缆包括：

线缆主体，由twinax扁平线缆制成，其中，所述twinax扁平线缆是屏蔽双绞线，内层由互相缠绕的双绞线构成，外层由铝膜包裹；以及

与所述线缆主体的两端连接的两个连接器，其中，所述两个连接器中的一个采用金手指连接器，另一个连接器采用标准或非标准的PCIe插槽。

2.根据权利要求1所述的传输线缆，其特征在于，所述非标准PCIe插槽为Mini PCIe插槽。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的传输线缆，其特征在于，所述两个连接器为×N连接器，其中，N＝1,2,4,8,12,16,32。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的传输线缆，其特征在于，在所述twinax扁平线缆的外围增加尼龙护套。

5.根据权利要求4所述的传输线缆，在所述twinax扁平线缆与所述连接器的互联处增加一定厚度的绝缘胶状物质。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的传输线缆，其特征在于，所述twinax扁平线缆的宽度根据配套系统要求传输数据带宽而变化。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的传输线缆，其特征在于，所述twinax扁平线缆的长度最大可达1m，并且信号强度衰减不超过3dB。