CN207366796U - 一种实现光互连的pcb结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种实现光互连的PCB结构，包括核心板层、光波导层以及胶片层；核心板层包括信号层以及地层；胶片层包括第一胶片层和第二胶片层；信号层通过第一胶片层与光波导层连接，地层通过第二胶片层与光波导层连接；光波导层上设有光波导通路，光波导通路的两端贯穿第一胶片层延伸至信号层；信号层上设有信号收发芯片组，信号收发芯片组包括第一芯片和第二芯片，第一芯片和第二芯片分别连接光波导通路的两端；第一芯片和第二芯片均包括电转光模块和光转电模块；第一芯片的电转光模块通过光波导通路连接第二芯片的光转电模块；第二芯片的电转光模块通过光波导通路连接第一芯片的光转电模块。
Description
技术领域
本实用新型属于硬件开发领域，具体涉及一种实现光互连的PCB结构。
背景技术
PCB，Printed Circuit Board的简称，中文名称为印制电路板，又称印刷线路板。
从目前的发展趋势看，计算机内部的信号互连将逐步被光互连取代，光互连将取代电互连。目前各个厂商也在尝试将光硅电集成在芯片中，或者在芯片内将电信号转换成光信号，将激光驱动器及放大器集成在芯片内，简化在计算机内部的信号互连。即使完成芯片内的集成简化，芯片和芯片间的互连还是需要通过传统的光缆进行传输。随着业务量的增加，计算机集成密度增大，散热、结构空间、可维护性等变的更加困难。如何优化光缆的连接，或者其他的媒介来代替光缆的互连，也是业内正在探索的问题。通常计算机内部的互连长度不会像计算机和计算机之间存在更长的空间因素，基于计算机内部提出具备更好的成本要素的互连方式尤为急迫和重要。
此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种实现光互连的PCB结构，是非常有必要的。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对上述计算机内部急需替代光缆连接的方式的缺陷，提供一种实现光互连的PCB结构，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本实用新型给出以下技术方案：
一种实现光互连的PCB结构，包括核心板层、光波导层以及胶片层；核心板层包括信号层以及地层；胶片层包括第一胶片层和第二胶片层；
信号层通过第一胶片层与光波导层连接，地层通过第二胶片层与光波导层连接；
光波导层上设有光波导通路，光波导通路的两端贯穿第一胶片层延伸至信号层；
信号层上设有信号收发芯片组，信号收发芯片组包括第一芯片和第二芯片，第一芯片和第二芯片分别连接光波导通路的两端；第一芯片和第二芯片均包括电转光模块和光转电模块；
第一芯片的电转光模块通过光波导通路连接第二芯片的光转电模块；
第二芯片的电转光模块通过光波导通路连接第一芯片的光转电模块。第一芯片可以向第二芯片发送光信号，第二芯片可以向第一芯片发送光信号。
进一步地，电转光模块包括电转光控制器，电转光控制器连接有激光驱动器，激光驱动器连接光波导通路。
进一步地，第一芯片和第二芯片均还包括光放大模块，第一芯片的电转光模块通过第一芯片的光放大模块连接光波导通路，第二芯片的电转光模块通过第二芯片的光放大模块连接光波导通路。光信号进入光波导通路发送之前先进行放大。
进一步地，第一芯片和第二芯片均还包括光放大模块，第一芯片的光转电模块通过第一芯片的光放大模块连接光波导通路，第二芯片的光转电模块通过第二芯片的光放大模块连接光波导通路。光信号从光波导通路接收之前进行放大。
进一步地，光波导通路采用单光纤。采用单光纤，第一芯片和第二芯片工作在半双工模式。
进一步地，光波导通路采用双光纤，第一芯片的电转光模块通过一根光纤连接第二芯片的光转电模块，第二芯片的电转光模块通过另一根光纤连接第一芯片的光转电模块。采用双光纤，第二芯片和第二芯片工作在全双工模式。
进一步地，信号层的数量与光波导层的数量相等，均为若干个，每个信号层与一个光波导层通过一个胶片层连接；地层的数量为若干个，地层与光波导层或者相邻地层通过一个胶片层连接。
进一步地，信号层上设有若干信号收发芯片组，光波导层上设有若干光波导通路，一个信号收发芯片组对应一个光波导通路。
进一步地，光波导通路采用玻璃介质或塑料介质的光纤。
进一步地，核心板层上设有微带线。在PCB板上，微带线microstrip line比带状线strip line的传输速度要快。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型在传统的印制电路中加入一个光通信层，用光波导取代传统的PCB铜线，解决了高频PCB布线的传统难题，实现了印刷电路板和印刷光路板的复合，光波导的连接通道，易于对准，适用于芯片间的互联。
此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为本实用新型PCB剖面示意图一；
图2为本实用新型PCB剖面示意图二；
图3为本实用新型的连接示意图一；
图4为本实用新型的连接示意图二；
图5为本实用新型的连接示意图三；
图6为本实用新型的连接示意图四；
其中，1.信号层；2-地层；3-光波导层；4-第一胶片层；5-第二胶片层；6-光波导通路；7-第一芯片；7.1-第一芯片的电转光模块；7.2-第一芯片的光转电模块；7.3-第一芯片的光放大模块；8-第二芯片；8.1-第二芯片的电转光模块；8.2-第二芯片的光转电模块；8.3-第二芯片的光放大模块；10-单光纤；11-双光纤。
具体实施方式：
为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本实用新型实施例1提供一种实现光互连的PCB结构，包括核心板层、光波导层3以及胶片层；核心板层包括信号层1以及地层2；胶片层包括第一胶片层4和第二胶片层5；核心板层上设有微带线，在PCB板上，微带线microstrip line比带状线stripline的传输速度要快；
信号层1通过第一胶片层4与光波导层3连接，地层2通过第二胶片层5与光波导层3连接；
光波导层3上设有光波导通路6，光波导通路6的两端贯穿第一胶片层4延伸至信号层1；光波导通路采用玻璃介质或塑料介质的光纤；
信号层1上设有信号收发芯片组，信号收发芯片组包括第一芯片7和第二芯片8，第一芯片7和第二芯片8分别连接光波导通路6的两端；
如图3所示和图4所示，第一芯片7和第二芯片8均包括电转光模块和光转电模块；电转光模块包括电转光控制器，电转光控制器连接有激光驱动器，激光驱动器连接光波导通路；
第一芯片的电转光模块7.1通过光波导通路6连接第二芯片的光转电模块8.2；
第二芯片的电转光模块8.1通过光波导通路6连接第一芯片的光转电模块7.2，第一芯片可以向第二芯片发送光信号，第二芯片可以向第一芯片发送光信号；
光波导通路6采用单光纤10，如图3所示，采用单光纤，第一芯片7和第二芯片8工作在半双工模式。
在上述实施例1的中光波导通路6还可采用双光纤，即实施例2如图4所示，第一芯片的电转光模块7.1通过一根光纤连接第二芯片的光转电模块8.2，第二芯片的电转光模块8.1通过另一根光纤连接第一芯片的光转电模块7.2，第二芯片7和第二芯片8工作在全双工模式。
在上述实施例2中，第一芯片7和第二芯片8均还包括光放大模块，即实施例3如图5所示，第一芯片的电转光模块7.1通过第一芯片的光放大模块7.3连接光波导通路，第二芯片的电转光模块8.1通过第二芯片的光放大模块7.3连接光波导通路，光信号进入光波导通路发送之前先进行放大。
在上述实施例2中，第一芯片7和第二芯片8均还包括光放大模块，即实施例4如图6所示，第一芯片的光转电模块7.2通过第一芯片的光放大模块7.3连接光波导通路，第二芯片的光转电模块8.2通过第二芯片的光放大模块8.3连接光波导通路，光信号从光波导通路接收之前进行放大。
上述实施例1中，信号层的数量与光波导层的数量相等，均为若干个，每个信号层与一个光波导层通过一个胶片层连接；地层的数量为若干个，地层与光波导层或者相邻地层通过一个胶片层连接。
上述实施例1中，信号层上设有若干信号收发芯片组，光波导层上设有若干光波导通路，一个信号收发芯片组对应一个光波导通路。
本实用新型的实施例是说明性的，而非限定性的，上述实施例只是帮助理解本实用新型，因此本实用新型不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他的具体实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (10)
1.一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，包括核心板层、光波导层（3）以及胶片层；核心板层包括信号层（1）以及地层（2）；胶片层包括第一胶片层（4）和第二胶片层（5）；
信号层（1）通过第一胶片层（4）与光波导层（3）连接，地层（2）通过第二胶片层（5）与光波导层（3）连接；
光波导层（3）上设有光波导通路（6），光波导通路（6）的两端贯穿第一胶片层（4）延伸至信号层（1）；
信号层（1）上设有信号收发芯片组，信号收发芯片组包括第一芯片（7）和第二芯片（8），第一芯片（7）和第二芯片（8）分别连接光波导通路（6）的两端；第一芯片（7）和第二芯片（8）均包括电转光模块和光转电模块；
第一芯片的电转光模块（7.1）通过光波导通路（6）连接第二芯片的光转电模块（8.2）；
第二芯片的电转光模块（8.1）通过光波导通路（6）连接第一芯片的光转电模块（7.2）。
2.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，电转光模块包括电转光控制器，电转光控制器连接有激光驱动器，激光驱动器连接光波导通路。
3.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，第一芯片和第二芯片均还包括光放大模块，第一芯片的电转光模块（7.1）通过第一芯片的光放大模块（7.3）连接光波导通路，第二芯片的电转光模块（8.1）通过第二芯片的光放大模块（7.3）连接光波导通路。
4.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在，第一芯片和第二芯片均还包括光放大模块，第一芯片的光转电模块（7.2）通过第一芯片的光放大模块（7.3）连接光波导通路，第二芯片的光转电模块（8.2）通过第二芯片的光放大模块（8.3）连接光波导通路。
5.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，光波导通路采用单光纤（10）。
6.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，光波导通路采用双光纤（11），第一芯片的电转光模块（7.1）通过一根光纤连接第二芯片的光转电模块（8.2），第二芯片的电转光模块（8.1）通过另一根光纤连接第一芯片的光转电模块（7.2）。
7.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，信号层的数量与光波导层的数量相等，均为若干个，每个信号层与一个光波导层通过一个胶片层连接；地层的数量为若干个，地层与光波导层或者相邻地层通过一个胶片层连接。
8.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，信号层上设有若干信号收发芯片组，光波导层上设有若干光波导通路，一个信号收发芯片组对应一个光波导通路。
9.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，光波导通路采用玻璃介质或塑料介质的光纤。
10.如权利要求1所述的一种实现光互连的PCB结构，其特征在于，核心板层上设有微带线。
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