什么时候开始的?
神奇科技的简史
让我告诉你什么时候40G真的很重要。一个大客户(与Disco押韵)在我们的组装区进行了演示，模拟了这种令人难以置信的数据速率所带来的网络流量。他们一个接一个地增加了所有的本地高清电视节目，1000个游戏玩家，10000个电子邮件等等。那时候在旧金山海湾地区还没有那么多高清电视台。即便如此，每次广播的刷新率和扫描行数都需要大量的数据。重点是向我们展示每秒切换400亿个脉冲意味着什么——一个令人难以置信的数据传输速率。
我这个Thunderbolt 3 USB集线器完全适合我的博客机器。
我们是谁?一家名为大熊网络的光网络初创公司诞生于新千年。光纤可以在相当长的距离上进行数据传输。然而，铜不能胜任这项工作，除非与当时的先进基材一起使用。那是在世纪之交的时候。陶瓷已经有几千年的历史了，所以我们没有什么花哨的东西。
设备级
低温共烧陶瓷(LTCC)是在基材材料处于所谓的绿色状态时将铜图案添加到基材材料中。按需要一层一层打孔。它的工作原理类似于微通孔在PCB上使用的方式，但它们到达那里的方式是完全不同的。它不是从中间开始的;17层很好，因为它们只是简单地从1到17层堆叠起来。
在添加过程之后，绿色状态的粘土(从来都不是颜色，绿色)在烧窑中变成了白色的陶瓷——刚刚好。从混合物中流出的水可以使每一层的厚度缩小20%。刚开始的时候，这些层很薄。不过，通过太多层的一堆过孔会导致一个称为传孔的问题。你会以小金属弹的形式从过孔中向上推。当这种情况发生在密封圈上时，你就不会得到多少密封。你从上到下的方式是一系列的通孔，每个通孔都跨越了几层。这就是基于FR4的模块和高端包之间的主要区别。
40Gb/s的轨迹在弯曲处有两个倒角，这对是彼此精确的镜像。周围的地面浇注和通孔也完全对称。主要的戏剧是在密封圈下找到痕迹。多芯片模块(MCM)的第一个芯片接收了40G，并直接向第二个芯片输出了四对携带10G信号的芯片。反过来，这个模具有16对2.5G的输出。这些信号是实际电路板布局上的信号。
图片来源:Avago -相对于早期版本的微小光学应答器。
进入董事会
外形因素包括一个300针连接器。有那么多瓶瓶，你必须知道这是一场漂亮的比赛。我能够让16对进入连接器引脚域的唯一方法是使用横向耦合而不是边缘耦合将两个迹线堆叠在相邻层上。再加上地面夹层，它需要四层来布线每一对痕迹。即使这些线最终也非常窄，以至于层与层之间的错配成为我们的痛点之一。在相邻的层上取两个4密耳的痕迹。如果配准偏差1mil，则表示耦合的25%，因为这部分不重叠正负线。工厂在这方面做得越来越好，因为他们必须这样做。
整个应答器只有孩子的鞋盒那么大。相比之下，10G的转发器的尺寸更接近一包口香糖的大小。猜猜二十年后会发生什么。我们将把每秒40千兆比特的数据放到你的桌面上，最终放进你的口袋!旧鞋盒已经缩水到只剩一包口香糖了。多么惊人的壮举!提出一个需要这么多数据的应用程序是一个挑战。
接受了挑战
挑战已被接受。增强现实和虚拟现实设备正在进行一些严肃的数字运算，以模拟或增强现实世界。机器人、无人机(uav)和其他自主设备都在忙于传感器融合的任务，并将超级数据流转化为即时行动。有了更好的硬件，软件团队总是能够迎接挑战。
如果你见过点云，你就知道我在说什么。我们向各个方向发射激光，并将这些反射变成周围环境的实时360度视图。它被称为“同时定位和映射”(SLAM)。声纳和雷达也能探测环境，但速度不是光速。为了使修正周期最小化，我将这些痕迹与刀柄进行长度匹配。所以，是的，汽车以太网是一个东西。
图片来源:Velodyne Lidar
无线技术也在飞速发展。我记得有一次，一家初创公司宣布，我们的路由器芯片上的多输入/多输出(MIMO)无线电比以太网的数据速率更快。这种类型的WiFi技术也是一些早期第五代(5G)部署的基础。华为、高通(Qualcomm)、中兴(ZTE)和其他厂商将竞相夸耀功能更强大的智能手机和配套的基础设施。
摘自《汤姆指南》:
“5G和人工智能一样，是即将到来的数据时代的先驱之一，”消费者技术协会(Consumer Technology Association)市场研究高级总监史蒂夫·科尼格(Steve Koenig)说。“自动驾驶汽车是这个数据时代的象征，因为只有一个任务，驾驶，你就有大量的数据来自车辆本身，各种各样的传感器正在收集大量的信息，以模拟其行驶的环境。它正在从其他车辆那里获取这条车道上路况的数据。它可以是天气信息，也可以是连接的基础设施。这项任务背后有大量数据，这就是为什么我们需要更大的容量和更低的延迟。”
当然，互联网主干网正在服务器群周围以100gb /s甚至400Gb/s的速度传输数据。科技从未停止。网络接口卡和电缆的价格正在下降，而流动的代码数量只会增加。在40，我们看到的是一个38脚连接器，每个连接器有四对用于发射和接收，以及通常的时钟、电源和接地引脚。电缆本身是光纤，所以TX和RX各一根。
伴随着这些新的权力，新的责任也随之而来。电路板设计规则将继续收紧，特别是当涉及到长度调谐总线和差动对。松散耦合对是首选的几何形状，但当整个路径具有更多的左或右转弯时，它们会增加倾斜。直走或等量的弯道是最优雅的解决方案。接下来对将是动态相位匹配，其中我们添加了一个小补偿凹凸的轨迹，有内车道，而不是简单地调整总长度。
在高速数据传输下，数字技术开始变得像模拟技术一样。随着时钟速率的增加，阻抗不匹配的破坏性更大。射频方面的良好基础是我最初被猎头挖到40G空间和基板设计的原因。所有经验丰富的基板设计师都被那些拥有庞大规模和影响力的公司所俘虏，这些公司将他们的设计师绑在金手铐上。如果你不排斥变化，在繁荣的经济中还是有机会的。如果你是一个电路板设计师，你的生活，或者至少，因为永无止境的改进而工作。拥抱新事物，它会带你去新的令人兴奋的地方。