作者：BOB SULLIVAN，IVAN STRAZNICKY

自1981年成立以來，VME一直是嵌入式市場的主要總線架構，自20世紀80年代末以來，VME一直是該市場的國防和航空航天領域的主要總線架構。從 1981 年到 2003 年，性能從 40 MBps 增加到 320 MBps 提高了八倍。性能的提高來自架構改進，但從根本上說，時鐘速度保持不變。如今，隨著 VPX 及其支持串行結構（如 PCI Express （PCIe）、串行快速 IO、千兆和萬兆以太網 （GbE） 以及 InfiniBand）的能力，人們不斷推動確保背板具有支持這些結構的下一個、最快變體所需的速度和帶寬。

此外，在商業市場的推動下，織物速度正在快速增長。這種變化正在以比過去更快的速度發生。以太網、PCIe 和串行 RapidIO 都在向更快的速度遷移，部分原因是為支持云計算和所謂的“物聯網”而開發的處理基礎設施。即使是最普通的設備也連接到互聯網，互聯網骨干網需要處理的數據量將繼續快速增長。雖然軍用市場太小，無法成為串行織物的市場驅動力，但它可以從由此產生的性能改進中受益。

織物速度的提高令人印象深刻。第一個 VPX 板使用 3.125 Gbaud 的串行快速IO 進行發送/接收對。如今，VPX 板和背板的出貨速度為 5 或 6.25 Gbaud。圖1是標準柯蒂斯-賴特6.25格波OpenVPX背板的示例;這個是16插槽。在兩到三年內，預計VPX板將以10 Gbaud的速度發貨。在不到十年的時間里，背板串行互連的速度將提高3倍。

為了跟上這種變化的步伐，開放標準正在不斷發展。我們已經看到 PCIe 從第 1 代發展到第 2 代（5 Gbaud），很快將進入第 3 代（8 Gbaud）。我們已經看到串行快速IO從第1代（3.25千兆字節）發展到第2代（5和6.25千兆字節）。串行RapidIO的下一個變體，Gen 10GxN（10 Gbaud）最近已經宣布，預計將在今年年底或明年年初完成。在以太網方面，我們已經從 1 GbE 發展到 10 GbE，現在在我們的行業中越來越突出。40 GbE已經開始出現在商業領域的應用中，毫不奇怪，軍事客戶和供應商也開始關注它。40 GbE 使用 10 Gbaud 信令，因此它具有與 10GxN 串行快速IO 相同的物理 SERDES 信令。展望未來，100 GbE將在未來一年半內進入商業領域，并將在一段時間后出現在軍事市場。一個版本的 100 GbE 使用 10 Gbaud 信令，另一個版本使用 25 Gbaud 信令。

這一切對變頻器和開放型真空工 （VITA 65） 意味著什么？有很多值得樂觀的地方，仔細看看VITA 65和VITA 68標準就會發現這一點。

在開放式VPX中安裝

OpenVPX的天才之處在于它與特定的結構技術或連接器集無關。它通過使用型材支持多種結構和速度。隨著新型面料的出現并在市場上獲得動力，它們可以被添加到當前已經支持的面料列表中。

連接器也是如此。打開 VPX 調用 VITA 46，它指定 TE 連接多GIG RT 連接器。但是，已經有人正在努力允許使用替代的VPX連接器，例如VITA 60（安費諾）和VITA 63（超電子）。如果需要較新的連接器使 VPX 超過 10 Gbaud，那么這也可以在 VITA 65 中引用。挑戰在于此連接器的封裝是否與現有 VPX 連接器不兼容。如今，TE 連接、安費諾和超電子集成連接器的占地面積可互換，但不能互換。也就是說，它們使用相同的PCB封裝，因此PCB可以支持所有三個連接器，但設計人員必須在背板和模塊上使用相同的制造商?？梢韵胂螅磥淼囊_兼容VPX連接器將能夠實現每個差分對20至25 Gbaud。

VITA 68 提高渠道合規性

VITA 68（VPX 合規性通道）工作組致力于通道合規性或信號完整性。該工作組正在制定一項新的標準草案，以定義VPX背板上高速串行管道的通道合規性。初步仿真表明，使用當前的 VPX 連接器，許多協議可以以高達 10 Gbaud 的速度運行。為了支持這一努力，VITA 68工作組成立了一個有限責任公司，由VITA成員公司（包括集成商，供應商和連接器制造商）提供。

最初的計劃包括以 1、2.5、3.125、5、6.25 和 10 Gbaud 速率對背板通道進行仿真和測試，通道參數基于 IEEE 10GBASE-KR，以及模擬完整的端到端通道，包括模塊 Tx 通道、背板通道和模塊 Rx 通道，適用于多種結構：用于 2.5 和 5 Gbaud 的 Gen 1/2 PCIe，用于 5 和 6.25 Gbaud 的第 1/2 代串行快速IO， 和以太網，每個差分對 1 Gbaud 和 10 Gbaud。未來的計劃包括模擬用于 8 Gbaud 的第 3 代 PCIe、用于 10 Gbaud SDR 的第 3 代串行快速IO、DDR 以及用于 2.5、5 和 10 Gbaud 的 QDR InfiniBand 變體。圖 2 顯示了柯蒂斯-賴特在 VPX 背板上針對 10GBASE-KR、10 千兆以太網的 10 GBaud 插入損耗與串擾比 （ICR） 的仿真結果。這是VITA 68中利用的幾個10GBASE-KR信號完整性標準之一。

圖 2： 10GBASE-KR VPX 插入損耗與串擾比 （ICR）

VITA 68 將使用 VPX 連接器為背板通道的不同速度等級指定多個信號完整性參數。這將允許兼容的背板設計與使用各種結構類型和不同結構速度的兼容模塊進行互操作，直至背板的額定速度等級。這些仿真的結果將告知用戶使用標準 VPX 連接器和連接器 3D 封裝的速度。仿真將告訴哪些協議將最有效，以及它們將以多快的速度通過我們當前的VPX背板技術。仿真將展示隨著連接器和背板速度的提高，以支持新的結構變體，會發生什么。今天，低速的Gen 1變體，高達約3.125 Gbaud，效果很好。如果模塊和背板設計得當，目前運行第2代串行RapidIO和Gen 2 PCIe不會出現任何問題。但是VITA 68將隨著波特率的增加而確保信號完整性互操作性，并且模擬將幫助了解隨著技術超越第2代速率以支持即將到來的第3代8至10 Gbaud下一代變體，會發生什么。

VITA 65 和 68 可提升 VPX 信號速度

在VPX標準及其生態系統發展的這一點上，行業在連接器類型和結構速度方面的最終發展還有待觀察。但是，可以肯定的是，在某些時候，該行業將使用光纖連接器。首次定義 VPX 時，通過 MULTIGIG RT 連接器可實現帶寬的原始期望值為 5 或 6 Gbaud。但是，通過仔細的設計、布局和布線，我們當前的連接器組似乎可以達到高達 10 Gbaud 的速度。VSO 結構化 VPX 和 OpenVPX 的方式具有真正的遠見卓識，一旦成功驗證，就可以根據需要向 VITA 65 添加新協議。這與新的通道合規性規范一起，有望在未來幾年內使我們達到10 Gbaud信令。

審核編輯：郭婷