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Elektronik automot ive 23 Bordnetze VerBindungstechnik Automotive-PCIe-Kanals erstellt und durch eine Beschreibung der Messanordnung sowie der Vorgehensweise ergänzt Sie kann künftig als Basis für eine mögliche offizielle Standardisierung der PCI-SIG für Anwendungsfälle im Kfz-Bereich dienen In Tabelle 1 sind die wichtigsten Anforderungen für einen PCIe-3 0-Kabelweg in Automotive-Anwendungen zusammengefasst Überlegungen zu Verkabelungen Es reicht nicht aus dass ein Kabel die geforderte Leistung unter normalen Bedingungen bei Zimmertemperatur erbringt Vielmehr erfordert die Automotive-Qualifikation verschiedene Alterungsprüfungen wie etwa einen Langzeit-Alterungstest über 3000 Stunden bei erhöhten Temperaturen um die Stabilität der vom Kabel gebotenen Performance zu charakterisieren Es wird erwartet dass nach Abschluss aller Alterungstests vorgegebene kritische Hochfrequenz-Grenzwerte weiter eingehalten werden Verschiedene Kabelparameter wie die Schlaglänge die Dielektrizitätskonstanten der Kerne sowie die Wahl des Isolationsmaterials müssen ebenfalls berücksichtigt werden damit sich die Performance-Anforderungen erfüllen lassen Die GG Group bietet eine große Auswahl an Kfz-Kabeln hoher Qualität für Koaxialund differenzielle Anwendungen mit Übertragungsraten im Gigabit-Bereich Als Beispiel für ein geeignetens Kfz-Kabel für PCIe 3 0 kann das von der GG Group konstruierte und hergestellte Kabel des Typs GG 2Speed 251 STP dienen Die Abschirmung besteht aus Aluminium-Kunststoff-Folie die um die beiden verdrillten Kerne gewickelt ist Bild 2 Ein als zusätzliche Abschirmung dienendes Kupfergeflecht hilft die geforderten EMV-Eigenschaften Schirmund Kopplungsdämpfung bei Frequenzen bis zu 4 4 GHz zu erzielen Das Kabel GG 2Speed 251 STP ist bis 5 GHz frei von Suckouts während bei etwa 5 2 GHz aufgrund der Kabelkonstruktion eine Einkerbung festzustellen ist Diese Einkerbung wird vorrangig durch die Schlaglänge der weißen und der grünen Ader beeinflusst Überdies bietet dieser Kabeltyp eine gute Performance anhand der »Proposed-Automotive-PCIe-3 0-Raw-Cable-Limit«- Formel die in der Gleichung und Bild 3 zu sehen ist IL [dB 10 m] – 0 69 · f 0 45 + 0 0027 f 15 Darin ist f die Frequenz in Megahertz bis zu einem Wert von 4 400 MHz und IL steht für Insertion Loss Einfügedämpfung Kabel die sich für höhere Frequenzen eignen als das GG 2Speed 251 befinden sich in der Entwicklung und werden die Produktfamilie GG 2Speed erweitern Zum Beispiel erfüllen erste Prototypen des GG 2Speed 256 die erhöhten Frequenzanforderungen von PCIe 4 0 mit einer Bandbreite die eine lineare Einfügedämpfung bis 10 GHz unterstützt Überlegungen zu Steckverbindern und Konfektionierung Um die Anforderungen an den Kabelweg zu erfüllen bietet Rosenberger ein aus zwei Highspeed-Steckverbindern bestehendes Duo nämlich den H-MTD für die differenzielle Signalübertragung und den HFM für Fälle in denen die Koax-Übertragung bevorzugt wird Bild 4 Im Interesse einer optimalen Schirmdämpfung weisen beide Systeme eine 360°-Abschirmung auf um das hervorragende Schirmungsverhalten des eigentlichen Kabels zu bewahren Da die Rückflussdämpfung Return Loss RL großenteils von den Steckverbindern bestimmt wird ist die Impedanz entlang der Steckverbinder H-MTD und HFM genaustens an die Referenz-Impedanz von 100 bzw 50 Ω angepasst In Bild 5 ist die entsprechende mit Gating ermittelte Rückf lussdämpfung von H-MTD-Steckverbindern an beiden Enden eines konfektionierten Kabels dargestellt Konfektionierte H-MTD-Kabel von Rosenberger werden standardmäßig mit dem neuen Kabel GG 2Speed 251 hergestellt Diese Kombination deckt Bild 4 Auswahl aus der H-MTD-Produktfamilie mit konfektionierten Kabeln und PCB-Headern Bild Rosenberger Hochfrequenztechnik Parameter Vorgeschlagene Grenzwerte Bandbreite 4 4 GHz Einfügedämpfungs-Budget 26 4 dB bei 4 GHz Rückflussdämpfungs-Budget 6 dB bei 4 GHz Schirm-Kopplungsdämpfung 45 dB bei 4 GHz 55 5 dB bei 4 GHz Tabelle 1 Vorgeschlagene Grenzwerte für einen PCIe-3 0-Kanal Der Kanal muss eine Einfügedämpfung unterstützen die bis mindestens 10 % der Nyquist-Frequenz der höchsten Übertragungsrate frei von Suckouts Senken oder Einkerbungen ist um genügend Spielraum für Temperatur Alterung und Fertigungsschwankungen zu bieten