對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)者來(lái)講，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)小型化的追求似乎是永無(wú)止境的。這種追求帶來(lái)了兩個(gè)直接的挑戰(zhàn)：一是如何在有限的空間內(nèi)“堆料”，滿(mǎn)足不斷增加的功能性要求；二是如何實(shí)現(xiàn)高密度、高可靠的互連，以滿(mǎn)足系統(tǒng)連接性和擴(kuò)展性的需求。

利用背板互連來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌入式設(shè)備之間的連接和擴(kuò)展，是目前業(yè)界普遍采用的主流技術(shù)方案，為此創(chuàng)建一套標(biāo)準(zhǔn)化體系，方便不同廠商之間的組件互連和互操作，增加設(shè)計(jì)的靈活性，也就成了剛需。

VPX標(biāo)準(zhǔn)就是在這樣的背景下誕生的。VPX是VITA（VME International Trade Association, VME國(guó)際貿(mào)易協(xié)會(huì)）組織2007年推出的新一代高速串行總線標(biāo)準(zhǔn)，它脫胎于廣泛應(yīng)用的VME總線，繼承了VME開(kāi)放性的架構(gòu)，并在多個(gè)方面進(jìn)行了升級(jí)，諸如：

• 擴(kuò)展的帶寬：VPX總線引入了業(yè)界知名串行總線技術(shù)，如RapidIO、PCI-Express和以太網(wǎng)等，可以支持更高的背板帶寬，滿(mǎn)足更大數(shù)據(jù)吞吐量的需求。

• 支持高性能計(jì)算：其采用交換式結(jié)構(gòu)替代VME的主控式結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)整體性能擺脫了主控板的限制，而且在交換式結(jié)構(gòu)下，處理器可以在任意時(shí)間發(fā)送數(shù)據(jù)，而不需要等待總線，因此特別適合多處理器系統(tǒng)。

• 優(yōu)化的電源與散熱：VPX總線提升了電源供電能力，在5V、12V和48V下分別可提供高達(dá)115W、384W和768W的功率，使得VPX子卡可以集成更多的模塊，與VME總線相比這是一個(gè)顯著的進(jìn)步。與此同時(shí)，面對(duì)功率提升后的散熱問(wèn)題，VPX總線提供了空氣散熱、金屬傳導(dǎo)散熱和液體散熱三種散熱方式，也可以很好地有效應(yīng)對(duì)。

在VPX標(biāo)準(zhǔn)后續(xù)的發(fā)展中，又根據(jù)應(yīng)用的需求做了多次升級(jí)，其中比較關(guān)鍵的升級(jí)包括兩次：一是VITA 46（即VPX-REDI），其在散熱和結(jié)構(gòu)加固等方面做了新的定義，以滿(mǎn)足軍事和航空航天等領(lǐng)域更為嚴(yán)苛的應(yīng)用環(huán)境要求；二是VITA 65，也就是常被提及的OpenVPX，其在VPX規(guī)范基礎(chǔ)上重新定義了系統(tǒng)兼容框架，是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，主要作用是解決不同廠商設(shè)計(jì)兼容性的問(wèn)題。

憑借不斷優(yōu)化的性能，以及開(kāi)放的架構(gòu)，VPX總線的應(yīng)用日趨廣泛，從開(kāi)始的國(guó)防工業(yè)擴(kuò)展到工控及其他領(lǐng)域，其兼容性的產(chǎn)品越來(lái)越多，生態(tài)日趨完善。在此基礎(chǔ)之上，VPX也在根據(jù)新的需求，持續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的迭代和升級(jí)。

創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)的同軸背板連接

隨著應(yīng)用的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)中一個(gè)新的需求也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，那就是：隨著數(shù)字處理速度的提高，很多應(yīng)用中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換需要在更靠近天線的地方實(shí)現(xiàn)，以滿(mǎn)足小型化和輕量化的設(shè)計(jì)要求，這就需要考慮將同軸傳輸?shù)?a target="_blank">射頻（RF）信號(hào)連接加入到背板中。而此前，同軸傳輸?shù)纳漕l、視頻和其他模擬信號(hào)，大都是通過(guò)前面板連接器或者是定制的同軸背板進(jìn)行互連的。如果能夠在VPX標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)基礎(chǔ)上定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的同軸背板連接解決方案，顯然是一個(gè)更佳的技術(shù)路徑。

這樣的需求，催生了VITA 67標(biāo)準(zhǔn)。VITA 67標(biāo)準(zhǔn)使用同軸接口連接器代替VITA 46 P2至P6位置的差分?jǐn)?shù)字連接器，提供了一種用VPX背板和插件模塊實(shí)現(xiàn)盲配同軸互連的結(jié)構(gòu)，其為系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的價(jià)值顯而易見(jiàn)。

首先，VITA 67標(biāo)準(zhǔn)支持VPX嵌入式計(jì)算架構(gòu)，使得射頻信號(hào)的連接與其他信號(hào)和數(shù)據(jù)傳輸公用一個(gè)背板，且滿(mǎn)足相關(guān)VITA標(biāo)準(zhǔn)在振動(dòng)、環(huán)境和耐腐蝕等方面的要求，特別適用于航空航天和國(guó)防等高可靠性、高密度的嵌入式應(yīng)用。

其次，VITA 67帶來(lái)的同軸背板連接的標(biāo)準(zhǔn)化，使得操作人員安裝、維修和升級(jí)系統(tǒng)變得更簡(jiǎn)單，且不同廠商之間的VITA 67插件連接器模塊也可互換使用，這無(wú)疑會(huì)大大增加設(shè)計(jì)的靈活性和系統(tǒng)的擴(kuò)展性。

圖1：VITA 67背板和插件模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

VITA 67基本標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)支持VPX架構(gòu)的框架，在此基礎(chǔ)上又逐漸迭代出了不同的“子標(biāo)準(zhǔn)”。VITA 67.1定義了兼容3U VPX的連接器模塊，包含4個(gè)SMPM連接器觸點(diǎn)；VITA 67.2 標(biāo)準(zhǔn)則定義了與6U VPX兼容的連接器模塊，包含8個(gè)SMPM觸點(diǎn)。

圖2：VITA 67.1和VITA 67.2背板和插件模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

目前，VITA 67已經(jīng)迎來(lái)了新的VITA 67.3版本，其在繼承前期版本優(yōu)勢(shì)特性的基礎(chǔ)上，又在以下幾個(gè)方面進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化：

提升了設(shè)計(jì)靈活度

根據(jù)VITA 67.1和VITA 67.2的定義，浮動(dòng)觸點(diǎn)是在插件模塊側(cè)，僅允許在插件模塊的觸點(diǎn)上進(jìn)行電纜端接，而VITA 67.3則將浮動(dòng)觸點(diǎn)移動(dòng)到了背板側(cè)，這就為插件模塊設(shè)計(jì)者帶來(lái)更大的自由度，可以讓插件模塊直接與PCB相連而無(wú)需使用射頻電纜組件，也有利于減少物理空間的占用。

圖3：VITA 67.3插件模塊無(wú)需射頻電纜組件直接連接PCB（圖源：Amphenol / SV Microwave）

擴(kuò)展了端口配置

VITA 67.3不像VITA 67.1和VITA 67.2那樣定義固定的端接位置，因此VITA 67.3背板模塊可利用完整的1.00”插槽間距進(jìn)行靈活的設(shè)計(jì)，增加連接位數(shù)，提高空間利用率。具體來(lái)講，VITA 67.1和VITA 67.2模塊的觸點(diǎn)位置是固定的2 x 2和2 x 4陣列（如圖2），而VITA 67.3則可以靈活地定義觸點(diǎn)的數(shù)量和位置，設(shè)計(jì)出多樣性的端口配置產(chǎn)品。

圖4：不同端口配置的VITA 67.3模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

增加了連接密度

為了進(jìn)一步增加連接密度，VITA 67.3采用了VITA 66（光學(xué)模塊）標(biāo)準(zhǔn)中的對(duì)準(zhǔn)功能，也就是在背板上的浮動(dòng)插件與觸點(diǎn)接合之前，就預(yù)先實(shí)現(xiàn)RF觸點(diǎn)陣列的對(duì)齊，這種精確對(duì)準(zhǔn)功能一方面有利于盲插操作，提升連接的可靠性；另一方面也有利于進(jìn)一步降低觸點(diǎn)的外形尺寸，采用更小型化的射頻連接器（如SPMS），實(shí)現(xiàn)更高密度的連接。

圖5：19端口VITA 67.3 SMPS背板連接器模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

特別值得一提的是，VITA 67.3所定義的高密度同軸背板連接，還可以再向前走一步，與其他連接器一起構(gòu)成高密度的混合連接方案。比如VITA 66.5中就定義了一種新的方案，通過(guò)在同一連接器模塊中組合射頻和光鏈路，來(lái)實(shí)現(xiàn)混合的射頻/光模塊的高密度連接。

圖6：VITA 66.5射頻/光模塊混合連接模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

綜上所述，VITA 67.3標(biāo)準(zhǔn)定義了一種在VPX體系結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)高密度、高可靠射頻連接的架構(gòu)，而且已經(jīng)根據(jù)既有以及未來(lái)的需求，迭代或衍生出了不同的版本，為嵌入式開(kāi)發(fā)者在設(shè)計(jì)中整合射頻功能，應(yīng)對(duì)復(fù)雜性和可擴(kuò)展性挑戰(zhàn)提供了極佳的解決方案。

構(gòu)建完整VITA 67.3連接器系統(tǒng)

了解了VITA 67.3標(biāo)準(zhǔn)為我們帶來(lái)的好處，下一步就是要精心選好料，為構(gòu)建高性能的同軸背板連接奠定基礎(chǔ)。

在構(gòu)建VITA 67.3互連解決方案方面，Amphenol / SV Microwave可以提供豐富的產(chǎn)品組合，包括VITA 67.1、VITA 67.2和67.3射頻連接器、觸點(diǎn)和線纜組件，它們還可以與其他VITA標(biāo)準(zhǔn)（如 VITA 46和VITA 66）產(chǎn)品并行使用，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的高密度背板連接系統(tǒng)。

圖7：VITA 67.3方案

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

Amphenol / SV Microwave的VITA 67.3同軸連接器模塊包括SMPM（腳距小至0.228"）和SMPS（腳距小至0.155"）系列兩種觸點(diǎn)版本，半寬、全寬等外形尺寸，可容納多達(dá)19個(gè)浮動(dòng)同軸 (SMPS) 觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)出色的射頻性能。

VITA 67.3同軸射頻連接器采用獨(dú)特的固定機(jī)制，簡(jiǎn)化了組裝/拆卸工作；重疊主體結(jié)構(gòu)，可減少串?dāng)_；盲插和簡(jiǎn)化的電纜布線縮短了MTTR（平均修復(fù)時(shí)間）；這些接口連接器還可與其他VITA連接器標(biāo)準(zhǔn)并排實(shí)施，并達(dá)到或超過(guò)VITA 67環(huán)境測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，非常適合于航空航天、國(guó)防、航空電子、通信和雷達(dá)系統(tǒng)等高可靠性、高密度應(yīng)用。

圖8：VITA 67.3同軸連接器模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

與VITA 67連接器模塊相配套，Amphenol / SV Microwave還提供VITA 67同軸連接器觸點(diǎn)，涵蓋VITA 67.1、67.2和67.3不同的規(guī)格，容易組裝/拆卸，可確保在各種配接條件下實(shí)現(xiàn)出色的射頻性能。這些觸點(diǎn)還可與VITA 46硬件并行實(shí)施，賦能更靈活的背板互連設(shè)計(jì)。

圖9：VITA 67同軸連接器觸點(diǎn)

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

同時(shí)，Amphenol/SV Microwave的VITA 67高密度、高性能射頻電纜組件，提供直流至65GHz射頻性能，以及推入和卡接插配型號(hào)，可用于PCB與VITA 67模塊的連接，方便地實(shí)現(xiàn)背板和子插件板的互連，且可容納徑向和軸向錯(cuò)位，實(shí)現(xiàn)更密集的封裝。

圖10：VITA 67射頻電纜組件

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

當(dāng)然，在Amphenol / SV Microwave的VITA 67解決方案中，也少不了相應(yīng)的裝配工具。Amphenol / SV Microwave為VITA 67互連提供了全套簡(jiǎn)單易用的安裝和拆卸工具，適用于VITA 67.1/.2/.3觸點(diǎn)和電纜組件，可簡(jiǎn)化和標(biāo)準(zhǔn)化安裝過(guò)程，提高整體操作效率。

圖11：VITA安裝和拆卸工具

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

除了VITA 67相關(guān)的產(chǎn)品，跟隨著VITA標(biāo)準(zhǔn)的迭代，Amphenol / SV Microwave還推出了SMPM和SMPS VITA 66.5插入式混合模塊，其包括14或19端口射頻和3端口MT光纖鏈路，采用卡入式安裝類(lèi)型，直向和推入式配接，具有鈍化表面處理。這些VITA 66.5混合模塊具有50Ω的阻抗、高達(dá)100GHz的頻率，以及高達(dá)325VRMS 的介電耐壓，工作溫度范圍為-65°C至+165°C，符合MIL-STD-202機(jī)械和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，是高密度混合連接的一個(gè)典范。

圖12：SMPM和SMPS VITA 66.5混合模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

本文小結(jié)

在VPX架構(gòu)中加入標(biāo)準(zhǔn)化的同軸射頻連接，對(duì)于嵌入式開(kāi)發(fā)來(lái)講，VITA 67標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展無(wú)疑是一個(gè)極大的“利好”。為了能夠讓開(kāi)發(fā)者從VITA 67標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中獲益，Amphenol / SV Microwave已經(jīng)開(kāi)發(fā)出完整的VITA連接器系統(tǒng)解決方案，從連接器、電纜組件，到觸點(diǎn)和裝配工具，應(yīng)有盡有。

想要實(shí)現(xiàn)高密度、高可靠的射頻連接，下面這些Amphenol / SV Microwav的“好料”，一定可以為你提供助力——

SV MicrowaveVITA 67方案

VITA連接器系統(tǒng)，了解詳情>>

VITA 67.3同軸接口連接器，了解詳情>>

VITA 67同軸觸點(diǎn)，了解詳情>>

VITA 67射頻電纜組件，了解詳情>>

VITA工具，了解詳情>>

SMPM和SMPS VITA 66.5混合模塊，了解詳情>>

該發(fā)布文章為獨(dú)家原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源。對(duì)于未經(jīng)許可的復(fù)制和不符合要求的轉(zhuǎn)載我們將保留依法追究法律責(zé)任的權(quán)利。

關(guān)于貿(mào)澤電子

貿(mào)澤電子（Mouser Electronics）是一家全球知名的半導(dǎo)體和電子元器件授權(quán)代理商，分銷(xiāo)超過(guò)1200家品牌制造商的680多萬(wàn)種產(chǎn)品，為客戶(hù)提供一站式采購(gòu)平臺(tái)。我們專(zhuān)注于快速引入新產(chǎn)品和新技術(shù)，為設(shè)計(jì)工程師和采購(gòu)人員提供潮流選擇。歡迎關(guān)注我們！

更多精彩