Hirose lanceert IT18 BGA mezzanine-connector:PCIe Gen6 klaar voor AI en Edge Computing

Hirose Electric heeft de IT18-serie geïntroduceerd, een COM-HPC-compatibele BGA-mezzanineconnector die is ontworpen voor snelle, ingebedde computermodules met hoge dichtheid in het AI- en edge computing-tijdperk.

De connector is bedoeld voor ontwerpers van industriële en embedded systemen die betrouwbare, onopvallende verbindingen nodig hebben die PCIe Gen6 en high-speed Ethernet in compacte vorm kunnen verwerken.

Belangrijkste kenmerken en voordelen

• COM-HPC-standaardnaleving – IT18 is ontworpen om te voldoen aan de PICMG COM-HPC-modulestandaard, waardoor de adoptie van nieuwe en bestaande COM-HPC-draagkaarten en CPU-modules wordt vereenvoudigd en het risico op aangepaste connectoren wordt verminderd.
• Hoge snelheid voor AI-workloads – Ondersteunt PCIe Gen5 bij 32 GT/s en PCIe Gen6 bij 64 GT/s PAM4, plus 100 Gbps Ethernet met vier 25 Gbps-lanes, waardoor koppelingen met hoge bandbreedte naar GPU's, accelerators, opslag en snelle netwerken in edge-systemen mogelijk zijn.
• Indeling met hoge dichtheid, 400 posities – Een pitch van 0,635 mm met 400 contacten maakt grote signaalaantallen mogelijk in een relatief kleine footprint, waardoor complexe module-pinouts worden ondersteund zonder de kaartgrootte uit te breiden.
• Onopvallende stapelopties – Verkrijgbaar in stapelhoogtes van 5 mm en 10 mm, waardoor ontwerpers de flexibiliteit hebben om de z-hoogte, luchtstroom en mechanische robuustheid te optimaliseren, afhankelijk van systeembeperkingen.
• Betrouwbare BGA-afsluiting met pin-in-ball-structuur – De pin-in-ball-configuratie is bedoeld om de robuustheid van de soldeerverbindingen en de betrouwbaarheid van de montage te verbeteren, wat belangrijk is voor industriële toepassingen die worden blootgesteld aan temperatuurwisselingen en trillingen.
• Verbeterde routering en signaalintegriteit – Geoptimaliseerde lijnafstanden en een voetafdruklay-out met extra aardvia's ondersteunen gecontroleerde impedantieroutering en onderdrukking van overspraak, waardoor oogdiagrammen op PCIe Gen6-datasnelheden behouden blijven.
• Mechanische versterkingskenmerken – Laslipjes (retentie) helpen de verbinding tussen de connector en de printplaat te versterken, waardoor de spanning op de soldeerballen wordt verminderd tijdens het hanteren, assembleren en bedienen van het systeem.
• Metalen kap ter bescherming van de montage – De connector wordt geleverd met een metalen kap die de behuizing beschermt tijdens reflow, het risico op vervorming vermindert en beschermt tegen besmetting door vreemd materiaal tijdens productiehantering.
• Gelicentieerde COM‑HPC-connector – IT18 is een officieel gelicentieerde COM-HPC-connector van Samtec, die helpt bij het garanderen van ecosysteemcompatibiliteit en het verminderen van interoperabiliteitsproblemen bij de module-carrier-interface.

Typische toepassingen

De IT18-serie richt zich op embedded computermodules waarbij een hoge doorvoer en betrouwbaarheid vereist zijn in beperkte industriële omgevingen.

• Industriële pc's en ingebouwde controllers voor realtime controle, datalogging en toezichtsystemen.
• Industriële en mensachtige robots die snelle sensorfusie, bewegingsplanning en AI-inferentie aan de rand nodig hebben.
• AGV's en AMR's, waarbij compacte edge-compute-modules lokaal navigatie-, SLAM- en vlootcoördinatie-algoritmen uitvoeren.
• Medische apparatuur die profiteert van gegevensoverdracht met hoge bandbreedte tussen subsystemen voor beeldvorming, verwerking en gebruikersinterface.
• Test- en meetinstrumenten, waaronder snelle data-acquisitie en protocolanalysatoren die gebruik maken van PCIe en Ethernet in het chassis.
• Tools voor de productie van halfgeleiders die afhankelijk zijn van deterministische, zeer betrouwbare controllers die dicht bij proceskamers zijn geïnstalleerd.
• Uitzend- en professionele AV-apparatuur, waarbij compacte, snelle I/O en codecs in compacte modules moeten passen.
• Gaming- en amusementsapparaten die krachtige CPU's/GPU's integreren in modulaire, gemakkelijk te upgraden COM-HPC-vormfactoren.

Over het algemeen is elk ontwerp dat gebruikmaakt van COM-HPC-modules en waarvoor PCIe Gen5/Gen6 of 100G Ethernet nodig is tussen een module en het draagbord een kandidaat voor de IT18-serie.

Technische hoogtepunten

De IT18-connector is ontworpen rond de vereisten van COM-HPC-modules van de volgende generatie en snelle seriële verbindingen.

Mechanische en lay-outkenmerken

• Pitch- en pintelling :0,635 mm pitch met 400 posities, ondersteunt compacte mapping van stroom, grond, differentiële paren met hoge snelheid, zijbandsignalen en managementlijnen.
• Stapelhoogten :5 mm en 10 mm beschikbaar, waardoor gebruik mogelijk is in systemen zonder ventilator met laag profiel of ruimere ontwerpen met koellichamen en luchtstroomkanalen.
• Beëindiging in BGA-stijl :Ball grid array-interface aan de PCB-zijde, ontworpen voor geautomatiseerde SMT-assemblage en reflow met de pin-in-ball-structuur voor verbeterde gezamenlijke robuustheid.
• Lastabben :Extra mechanische ankers op de printplaat om mechanische belastingen te verdelen en soldeerverbindingen te beschermen tijdens het buigen, inbrengen of transporteren van de plaat.
• Metalen kap :Geleverd om de connector te bedekken tijdens reflow, waardoor vervorming wordt voorkomen en wordt voorkomen dat stof of deeltjes het contactgebied binnendringen voordat ze worden gekoppeld.

Hogesnelheids- en signaalintegriteitsaspecten

• Ondersteunde interfaces :
  • PCI Express Gen5 met 32 GT/s per baan.
  • PCI Express Gen6 met 64 GT/s PAM4 per baan.
  • 100 Gbps Ethernet via vier rijstroken van elk 25 Gbps.
• Open speldenveldindeling :Het contactveld ondersteunt flexibele pinmapping, zodat OEM's differentiële paren, vermogenszones en besturingssignalen kunnen toewijzen in overeenstemming met COM-HPC-specificatieprofielen of eigen varianten.
• Geoptimaliseerde routeringsruimte :De smalle pitch met zorgvuldig beheerde lijnafstand laat voldoende routeringsruimte over op de PCB-lagen om hogesnelheidsparen uit te waaieren en referentievlakken te behouden.
• Onderdrukking van overspraak :De aanbevolen footprint implementeert extra grondvia's en gecontroleerde via-to-trace-afstanden om overspraak aan het nabije en verre uiteinde te helpen verminderen, wat van cruciaal belang is bij PCIe Gen6-snelheden.

Ontwerpers moeten altijd verwijzen naar de door de fabrikant aanbevolen landpatronen, via constructies en stapelrichtlijnen in de datasheet voor gedetailleerde SI-prestaties en naleving van het oogdiagram.

Bron

Dit artikel is gebaseerd op het officiële persbericht van Hirose Electric en de bijbehorende productinformatie uit de IT18-serie, geïnterpreteerd en gereorganiseerd voor ontwerp- en inkoopingenieurs die werken met ingebedde COM-HPC-systemen.

Referenties

1. Hirose Electric – Persbericht uit de IT18-serie
2. Hirose Electric – productpagina uit de IT18-serie
3. Hirose Electric – IT18-persbericht pdf