Hirose bringt IT18 BGA Mezzanine Connector auf den Markt – PCIe Gen6 bereit für KI und Edge Computing

Hirose Electric hat die IT18-Serie vorgestellt, einen COM-HPC-konformen BGA-Mezzanine-Steckverbinder, der für eingebettete Computermodule mit hoher Geschwindigkeit und hoher Dichte im KI- und Edge-Computing-Zeitalter entwickelt wurde.

Der Steckverbinder richtet sich an Designer von Industrie- und eingebetteten Systemen, die zuverlässige, flache Verbindungen benötigen, die PCIe Gen6 und Hochgeschwindigkeits-Ethernet in kompakten Formfaktoren verarbeiten können.

Hauptfunktionen und Vorteile

• Konformität mit dem COM-HPC-Standard – IT18 ist so konzipiert, dass es den PICMG COM-HPC-Modulstandard erfüllt, was die Einführung für neue und bestehende COM-HPC-Trägerplatinen und CPU-Module vereinfacht und das Risiko kundenspezifischer Anschlüsse verringert.
• Hochgeschwindigkeitsfähigkeit für KI-Workloads – Unterstützt PCIe Gen5 mit 32 GT/s und PCIe Gen6 mit 64 GT/s PAM4 sowie 100-Gbit/s-Ethernet mit vier 25-Gbit/s-Lanes und ermöglicht Verbindungen mit hoher Bandbreite zu GPUs, Beschleunigern, Speicher und Hochgeschwindigkeitsnetzwerken in Edge-Systemen.
• Layout mit hoher Dichte und 400 Positionen – Ein Rastermaß von 0,635 mm mit 400 Kontakten ermöglicht große Signalzahlen auf relativ kleinem Raum und unterstützt komplexe Modul-Pinbelegungen ohne Erweiterung der Platinengröße.
• Low-Profile-Stapeloptionen – Erhältlich in Stapelhöhen von 5 mm und 10 mm, was Designern die Flexibilität gibt, die Z-Höhe, den Luftstrom und die mechanische Robustheit je nach Systembeschränkungen zu optimieren.
• Zuverlässiger BGA-Anschluss mit Pin-in-Ball-Struktur – Die Stift-in-Kugel-Konfiguration soll die Robustheit der Lötverbindung und die Montagezuverlässigkeit verbessern, was für industrielle Anwendungen wichtig ist, die Temperaturschwankungen und Vibrationen ausgesetzt sind.
• Verbessertes Routing und Signalintegrität – Optimierter Leitungsabstand und ein Footprint-Layout, das zusätzliche Erdungsdurchkontaktierungen enthält, unterstützen eine kontrollierte Impedanzführung und Übersprechunterdrückung und tragen dazu bei, Augendiagramme bei PCIe Gen6-Datenraten aufrechtzuerhalten.
• Mechanische Verstärkungsmerkmale – Schweißlaschen (Haltelaschen) tragen zur Stärkung der Verbindung zwischen Steckverbinder und Leiterplatte bei und verringern die Belastung der Lötkugeln während der Handhabung, Montage und des Systembetriebs.
• Metallkappe zum Montageschutz – Der Steckverbinder wird mit einer Metallkappe geliefert, die das Gehäuse beim Reflow schützt, das Risiko einer Verformung verringert und vor Verunreinigungen durch Fremdmaterial während der Produktionshandhabung schützt.
• Lizenzierter COM-HPC-Anschluss – IT18 ist ein offiziell lizenzierter COM-HPC-Anschluss von Samtec, der zur Gewährleistung der Ökosystemkompatibilität beiträgt und Interoperabilitätsprobleme an der Modul-Träger-Schnittstelle verringert.

Typische Anwendungen

Die IT18-Serie zielt auf eingebettete Rechenmodule ab, bei denen hoher Durchsatz und Zuverlässigkeit in eingeschränkten industriellen Umgebungen erforderlich sind.

• Industrie-PCs und eingebettete Controller für Echtzeitsteuerung, Datenprotokollierung und Überwachungssysteme.
• Industrielle und humanoide Roboter benötigen Hochgeschwindigkeits-Sensorfusion, Bewegungsplanung und KI-Inferenz am Rande.
• AGVs und AMRs, bei denen kompakte Edge-Rechenmodule Navigations-, SLAM- und Flottenkoordinationsalgorithmen lokal ausführen.
• Medizinische Geräte, die von der Datenübertragung mit hoher Bandbreite zwischen Bildgebungs-, Verarbeitungs- und Benutzeroberflächen-Subsystemen profitieren.
• Test- und Messgeräte, einschließlich Hochgeschwindigkeits-Datenerfassung und Protokollanalysatoren mit PCIe und Ethernet im Gehäuse.
• Halbleiterfertigungswerkzeuge, die auf deterministischen, hochzuverlässigen Steuerungen basieren, die in der Nähe von Prozesskammern installiert sind.
• Rundfunk- und professionelle AV-Geräte, bei denen dichte Hochgeschwindigkeits-I/O und Codecs in kompakte Module passen müssen.
• Gaming- und Unterhaltungsgeräte, die leistungsstarke CPUs/GPUs in modularen, leicht aufrüstbaren COM-HPC-Formfaktoren integrieren.

Im Allgemeinen ist jedes Design, das COM-HPC-Module verwendet und PCIe Gen5/Gen6 oder 100G-Ethernet zwischen einem Modul und seiner Trägerplatine erfordert, ein Kandidat für die IT18-Serie.

Technische Highlights

Der IT18-Stecker wurde speziell für die Anforderungen von COM-HPC-Modulen und seriellen Hochgeschwindigkeitsverbindungen der nächsten Generation entwickelt.

Mechanische und Layout-Eigenschaften

• Pitch und Pin-Anzahl :0,635 mm Rastermaß mit 400 Positionen, unterstützt eine dichte Zuordnung von Strom-, Erdungs-, Hochgeschwindigkeits-Differenzialpaaren, Seitenbandsignalen und Managementleitungen.
• Stapelhöhen :5 mm und 10 mm verfügbar, was den Einsatz in lüfterlosen Systemen mit niedrigem Profil oder geräumigeren Designs mit Kühlkörpern und Luftstromkanälen ermöglicht.
• Abschluss im BGA-Stil :Ball-Grid-Array-Schnittstelle auf der PCB-Seite, konzipiert für automatisierte SMT-Montage und Reflow mit der Pin-in-Ball-Struktur für verbesserte Verbindungsfestigkeit.
• Schweißlaschen :Zusätzliche mechanische Verankerungen an der Leiterplatte, um mechanische Belastungen zu verteilen und Lötstellen beim Biegen, Einsetzen oder Transportieren der Leiterplatte zu schützen.
• Metallkappe :Wird geliefert, um den Steckverbinder während des Reflow-Lötens abzudecken, um Verformungen zu verhindern und das Eindringen von Staub oder Partikeln in den Kontaktbereich vor dem Zusammenstecken zu verhindern.

Aspekte der Hochgeschwindigkeit und Signalintegrität

• Unterstützte Schnittstellen :
  • PCI Express Gen5 mit 32 GT/s pro Spur.
  • PCI Express Gen6 mit 64 GT/s PAM4 pro Spur.
  • 100-Gbit/s-Ethernet über vier Lanes mit jeweils 25 Gbit/s.
• Pin-Feld-Layout öffnen :Das Kontaktfeld unterstützt eine flexible Pinzuordnung, sodass OEMs Differenzialpaare, Leistungszonen und Steuersignale gemäß COM-HPC-Spezifikationsprofilen oder proprietären Varianten zuweisen können.
• Optimierter Routing-Platz :Ein schmaler Rasterabstand mit sorgfältig gesteuertem Leitungsabstand lässt genügend Routing-Freiraum auf den Leiterplattenebenen, um Hochgeschwindigkeitspaare aufzufächern und Referenzebenen beizubehalten.
• Übersprechunterdrückung :Der empfohlene Footprint implementiert zusätzliche Massedurchkontaktierungen und einen kontrollierten Abstand zwischen Durchkontaktierungen und Leiterbahnen, um das Nebensprechen am nahen und fernen Ende zu reduzieren, was bei PCIe-Gen6-Geschwindigkeiten von entscheidender Bedeutung ist.

Designer sollten sich immer auf die vom Hersteller empfohlenen Anschlussmuster, Durchgangsstrukturen und Aufbaurichtlinien im Datenblatt beziehen, um detaillierte SI-Leistungen und die Einhaltung von Augendiagrammen zu erhalten.

Quelle

Dieser Artikel basiert auf der offiziellen Pressemitteilung von Hirose Electric und den zugehörigen Produktinformationen der IT18-Serie, interpretiert und neu organisiert für Design- und Einkaufsingenieure, die mit eingebetteten COM-HPC-Systemen arbeiten.

Referenzen

1. Hirose Electric – Pressemitteilung zur IT18-Serie
2. Hirose Electric – Produktseite der IT18-Serie
3. Hirose Electric – IT18-Pressemitteilung im PDF-Format