Viper — соединители для  высоконадежных скоростных интерфейсов

Компания Amphenol не нуждается в дополнительном представлении, т.к. является одним из крупнейших производителей соединителей в мире. Ассортимент выпускаемой ею продукции включает не только все виды существующих соединителей и разъемов для любых областей применения и задач, но и сопутствующие продукты. На российском рынке компания Amphenol получила известность благодаря, в первую очередь, широкому спектру соединителей для высоконадежных применений (авиации, космоса, военной техники, транспорта). Одной из задач, которую приходится решать  разработчикам в этих областях, является разработка бортовых систем обработки данных. В последнее время широкое распространение в качестве стандарта передачи данных получила шина VPX (дальнейшее развитие стандарта VME).
Стандарт VMEbus (Versula Module Eurocard bus) изначально был разработан для  компьютерной шины одного из семейств микропроцессоров Motorola, а в дальнейшем нашел применение в самом широком круге задач. Шина VME была стандартизована IEC как ANSI/IEEE 1014-1987. Характеристики шины VME представлены в таблице 1.

Дальнейшим развитием стала разработка стандарта VPX специально для аэрокосмических и военных применений. При его разработке важно было сохранить максимальную совместимость с VME, радикально увеличить скорость передачи данных, улучшить технологию охлаждения и теплоотвод и реализовать возможность быстрой замены модулей (не блоков) в полевых условиях. Все эти цели были достигнуты. В настоящий момент развитие стандарта происходит в соответствии с дорожной картой, заданной VITA Standarts Organization (VSO) (см. рис. 1). Более подробную информацию по истории развития стандарта можно найти на сайте организации www.vita.com.

Рис. 1. Дорожная карта технологии VPX

Основные особенности технологий VPX (VITA46):
– конструктив 3U и 6U;
– 7 рядный разъем для скоростей передачи данных до 6,25 Гбит/с;
– возможность выбора последовательных интерфейсов;
– использование мезонинных структур PMC или XMC;
– гибридные разъемы для кросс-плат с возможностью подключения VME 64,  VXS- или VPX-устройств.
VPX REDI (VITA 48) дает рекомендации по проектированию слоев печатных плат для обеспечения оптимальных условий теплоотвода и применению материалов покрытия. Open VPX (VITA 65) определяет требования к конструктиву блоков для использования шин стандарта VPX с учетом требований со стороны министерства обороны США. VITA 66 определяет использование оптических контактов, а VITA 67 —  использование коаксиальных радиочастотных контактов.
Серия разъемов Amphenol, выпущенная в соответствии с настоящим стандартом, называется Viper (см. рис.  2). Разъемы этой серии представляют собой экранированную, высокоплотную, высокоскоростную, модульную соединительную систему. Архитектура оптимизирована для использования витых пар с шагом контактов 1,8×1,35 мм на печатной плате за счет применения плоских контактных пластин, однако контакты могут использоваться и для подключения стандартных цепей передачи данных и питания. Контакты помещены в усиленный корпус из нержавеющей стали с ребрами жесткости и кодирующими (направляющими) контактами. Для подключения модулей (кросс-платы) используются секции с шагом 1,8×1,8 мм в таком же исполнении, и доступны также кодирующие и направляющие контакты. Для улучшения качества соединения используются контакты специального конструктива (см. рис. 3) с 4 зонами касания.

Рис. 2. Разъемы серии Viper

Рис. 3. Соединительные контакты специального конструктива

Основные особенности разъемов Viper:
– разводка печатной платы в полном соответствии с VITA 46 и VITA 48;
– скорость передачи данных более 10 Гбит/с;
– импеданс 100 Ом для дифсигнала;
– возможность коммутации через один разъем до 63 дифсигналов и 70 обычных сигнальных цепей;
– высокая виброустойчивость до 0,6 G²/Гц;
– гибкий модульный дизайн в форматах 3U и 6U, позволяющий использовать в том числе коаксиальные и оптические контакты;
– температурный диапазон: –55…125°C;
– количество сочленений — до 500 циклов.

Рис. 4. Основные особенности конструкции разъемов Viper

Основные особенности конструкции разъема показаны на рисунке 4. Основным  элементом конструктива, из которого формируется модульная структура, является пластина с контактами. На рисунке 5 представлены основные элементы, из которых собирается разъем. Ну и наконец, последнее, на что хотелось бы обратить внимание читателя, — использование коаксиальных (частоты до 65 ГГц) и оптических контактов в конструктиве разъемов Viper (см. рис. 6).

Рис. 5. Основные элементы разъемов Viper

Рис. 6. Коаксиальные и оптические контакты в конструктиве разъемов Viper

Рассмотренные в статье разъемы компании Amphenol являются эффективным решением для применения в современных высокоскоростных бортовых системах обработки информации с высокой надежностью и устойчивостью к внешним воздействиям. Техническую поддержку и подробную информацию по примерам применения соединителей можно получить, обратившись к официальному дистрибьютору компании Amphenol в России — ЗАО «Радиант-Элком».