2013年度DesignCon大會創新產品回瞻

發布時間：2013-2-5 15:08 發布者：Liming

　　2013年度的 DesignCon 印刷電路板設計大會已經在1月底圓滿落幕，與會專家指出，目前的銅線傳輸速率已經可以達到40Gbps甚至56Gbps；來自 LSI 與 TE Connectivity 等公司的工程師，都展示了不用任何外來技術達到56Gbps速率的模擬。
　　而專家們也認為，產業界需要更好的材料（如Panasonic的Megtron-6），以及更先進的調變架構（如最新的PAM-2與PAM-4）；最值得注意的則是，在印刷電路板與晶片邁向光學時代之前，可能還有至少一個或兩個轉折點。邁向光學之路不會太容易，還得克服抖動負載的障礙；不過銅線方案還能撐個幾年。而IBM、Samtec等公司分別展示了在光學技術方面的進展，為遙遠的未來鋪路。
　　在此同時，還有不少引人矚目的創新成果也在DesgonCon亮相，并有幾位優秀的工程師獲得獎項鼓勵。以下是外媒編輯Rick Merritt在大會現場所收集到的一手影像，來看看這場設計大會上有哪些有趣的東西吧！

　　采用新一代調變架構的銅線傳輸模擬眼圖

　　新一代調變架構PAM-2與PAM-4

　　Willow Garage出品的精密機器人PR2 是DesignCon展場上的明星，圖中是一位試著跟它跳探戈的參觀者

　　測試工程師描述并量化了一種復雜且不斷提高的隨機抖動現象，可能會成為25G背板上市的一大障礙

　　25G背板的測試往往得花上數周時間，測試樣本資料長度達到20億位元；而一位LSI的工程師表示，若將測試樣本縮短，所獲得的結果有時候會很奇怪地跟較長的樣本不同。

　　Huber+Suhner這家公司深知該如何吸引參觀者的注意力──他們將纜線產品綁在一只運動鞋上當鞋帶，而且請看示波器的圖案：它還是有在跑！

　　如果想要在高速度之下取得良好的訊號傳輸結果，可能需要考慮采用如Megtron-6的新材料，或是支援脈沖振幅調變（pulse amplitude modulation）的晶片；Altera工程師Mike Peng 介紹了新一代PCB材料與調變架構的優勢

　　安捷倫（Agilent）的4000x系列觸控螢幕示波器，包括去年發表的高階63GHz機型以及支援13~33GHz的機種

　　DesignCon頒發最佳論文與最佳測試工程師獎項，得獎者開心展示講座

　　IBM工程師Christian Baks展示該公司積極開發的伺服器處理器光學互連技術的理由──他們的伺服器機架已經成為銅線叢林，很需要大掃除一番

　　IBM研究人員開發了兩款背板原型，主處理器連結96條20Gbps光學互連；該種Holey光學互連晶片采用覆晶封裝，雷射陣列透過封裝上的鉆孔傳輸資料。不過一位IBM工程師坦承，該方案非常昂貴，而且仍有些簡陋；目前該公司已經正在開發40G版本

　　千萬別愚弄工程師們──看這位DesignCon 參觀者就知道，他們深知該如何仔細研究新產品

　　Samtec的新型FireFly連接器能支援28G銅線方案，或是今日最高速率達14G的光學互連

　　為了吸引參觀者，NEC的工程師變裝成可解決各種工程問題的超級英雄

　　iFixit的人員在展會現場拆解GoPro HD 攝影機等裝置吸引工程師

　　Cisco收發器部門經理Bill Swift 在一場專題演說中展示2.5D硅光學晶片，表示半導體與光學元件將走向聚合趨勢

　　包括Google等大型資料中心業者、電信業者對新一代100G乙太網路交換器與路由器的需求，是25G訊號傳輸技術備受矚目的原因；實現100G乙太網路有許多不同方案

　　Rambus的R+技術基本上是該公司可提升記憶體性能的IP集大成，該公司展示了透過低成本打線連結，驅動1866Mbps速率DDR3的方案；不過跟其他展示一樣，該方案需要很大的外接風扇來散熱

　　訊號完整性專家Steve Weir在現場回答參觀者提問，他的標準回答模式總是「那得要根據…」；在旁邊看的是英特爾的訊號完整性專家Jeff Loyer(EETTAIWAN)

DesignCon大會的五大科技難題

2013年DesignCon大會日漸臨近，我有五個科技難題希望得到解答。

我參加DesignCon大會的一個重要原因是為了跟上時代，芯片接口已經從5Gbits/s提升到25Gbits/s、電路板從10Gbits/s提升到100Gbits/s、系統速度向400Gbits發展。于是我的首個問題是：信號完整性領域(SI)最需要打磨的新問題是什么？我知道這些速率，PCB的發展已經有點像無線電，怎樣降低速率？我注意到組織者為這個問題準備了為期半天的培訓班。

DesignCon每年都會請信號完整性專家分組討論現有問題。此外我信賴的信號完整性顧問Eric Bogatin也會分享自己的觀點。英特爾的專家會在另一組討論中分享信號完整性和電源完整性相關內容——這就是我的第二個問題。
電源完整性(PI)的下一個尖端技術是？ 巨型互聯網技術中心為電源完整性相關討論提供了基礎。這些龐大的服務器農場必須建在發電站附近以保證供電，所以每焦耳電力都很重要。單單保證電力高效流通就已經是一門高深技藝。

Google工程師今年回到DesignCon分享自己在大規模電源管理方面的一些秘籍。他們的論文介紹了如何讓服務器處理器在高于12V推薦值以后大幅提升供電效率。英特爾也會提供一篇關于電力分析工具的文章，對從偏上系統到服務器的設計都很實用。待活動結束時，我相信自己會對如何處理尖端的電力完整性有更深的了解。
測試測量公司如何保持節奏？ DesignCon是我理解測試測量領域變化的必去之地。其中一個常青的分組討論是將過去一年的問題打包進一小時討論。今年會有來自Agilent、Lecroy和Tekrtonix的專家到場。一位國家儀器（NI）的專題演講演講人會分享萬米上空的測試測量應用。還有一個討論環節會深挖細節，集中討論PCI Express 3.0的8Gbits/s速率，包括Rohde和Schwarz在內的測試測量公司也會在一個贊助討論環節分享千兆赫茲時代的測試。真是太棒了，我們什么時候能有一個示波器應用？

3D內聯的問題？ 接口就是接口——哪怕它是連接不同芯片的細微銅絲。因此DesignCon的分組討論會研究多種3D芯片棧內信號的硅內傳輸也就不奇怪了。 Rambus將會介紹自己在2.5D硅內插器方面的努力，韓國科學技術高級研究院將會帶來兩篇關于3D芯片棧的論文，其中有一篇關于石墨稀芯片和內存芯片在同一個基板上平列擺放的2.5D設計。有意思的是，有一位Nvidia的頂尖工程經理也會到場主講。我最近曾預測說Nvidia正在和蘋果公司合作開發此類芯片。盡管不少人對此嗤之以鼻。

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應該用FPGA還是ASIC？ 這是個老生常談的問題，已經有數不清的會議討論過這個話題了，包括這次大會。

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這幾天，關于這一問題的討論相當低調。ASIC的成本已經上升到了上千萬美元，而FPGA的成本和尺寸已經降低至接近消費品的水平，因此這一問題爭議更少了。別指望會議能在這個問題上爭論的你死我活，如果非要爭辯孰優孰劣，雙方應該都會有許多聰明人愿意與你交流。都會有許多聰明人愿意與你交流。關于這些問題可以查找Cadence關于超大規模ASIC的論文，或者國家儀器關于FPGA設計的論文。安捷倫也參加了關于快速建模的FPGA小組討論。不應錯過的是1月28日，周一中午思科的主題演講，由思科工程副總裁Bill Swift主講。隨著網絡需要的推動，思科也是全球領先的ASIC設計商之一。

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