印制电路板电互连与光互连比较

来源:盛世时代 时间:2017-05-06
印制电路板电互连与光互连比较 一、光电印制电路的板的光互连结构原理
  光电印制电路板用高速的光连接技术取代目前计算机中所采用的铜导线连接,以光子而不是以电子为媒介,在电路板、芯片甚至芯片的各个部分之间传输数据。同时还可以传送传统的效率低的电信号,其基本工作原理为:
  大规模的集成芯片产生的电信号经过驱动芯面作用VSCEL激光发射器,激光束直接或通过透镜传输到有45°镜面的聚合物波导反射进入波导中,然后通过另一端波导镜面反射传送到PD接收,再经过接收芯片转换成电信号传输给大集成芯片。这样使得芯片与芯片之间能通过光波导高速通讯,从而整体提高系统性能。该PCB的制作与传统的PCB制作流程兼容,只是把聚合物波导当成PCB其中铜的特性。
  二、光学PCB的优点
  前面有提到,铜连线的数据传输率受到其寄生参量电阻、电感和电容的影响。在低频段,电路板的串接电阻和旁路电容对性能的影响很大,直接决定上升沿和下降沿的转换时间,从而影响数据的传输速率;在高频段,连线串接感抗影响超过电阻,最终的结果与串接电阻和旁路电容相同,限制了数据的传输速率。所有这些寄生参量很大程度上依赖于连线的几何形状,电阻正比于连线长度,反比于截面积,因此连线越长越细,则数据传输率越低。现有的空间限制将不允许连线太粗。虽然在降低转换时间方面可以采用较硬的连线,但同时加大了噪音与功耗,而且发热量的增加将难以控制。
  相对于电互连,光互连有以下几个特性
  1.光互连的速度与互连通道无关;
  2.光学信号在空间可独立传播,彼此之间互不干扰;
  3.光学信号可以在三维自由空间传播。
  另外,光互连可以通过空间光调节器(SLM)适当改变,而且光信号非常容易转变成电信号。
  综上所述,光学PCB和传统PCB的优点对比如下:
  传统PCB                           光电PCB
  能量消耗高                        较少衰减和分散,长传导距离低能消耗
  互连密度受制于EMI                 互连不受EMI影响,无地层或参考平面
  低针密度(小于50针/in)            大针密度
  直接调制或GHz载波调制              THz载波调制
  较小带宽                          很大带宽
  难于控制反射                      易于控制过反射
上一篇:元器件常识:集成电路的种类与用途 下一篇:电子技术类专业的必修课程单片机分析方案

在线沟通