對于嵌入式開發(fā)者來講，對產品設計小型化的追求似乎是永無止境的。這種追求帶來了兩個直接的挑戰(zhàn)：一是如何在有限的空間內“堆料”，滿足不斷增加的功能性要求；二是如何實現高密度、高可靠的互連，以滿足系統(tǒng)連接性和擴展性的需求。

利用背板互連來實現嵌入式設備之間的連接和擴展，是目前業(yè)界普遍采用的主流技術方案，為此創(chuàng)建一套標準化體系，方便不同廠商之間的組件互連和互操作，增加設計的靈活性，也就成了剛需。

VPX標準就是在這樣的背景下誕生的。VPX是VITA（VME International Trade Association, VME國際貿易協會）組織2007年推出的新一代高速串行總線標準，它脫胎于廣泛應用的VME總線，繼承了VME開放性的架構，并在多個方面進行了升級，諸如：

• 擴展的帶寬：VPX總線引入了業(yè)界知名串行總線技術，如RapidIO、PCI-Express和以太網等，可以支持更高的背板帶寬，滿足更大數據吞吐量的需求。

• 支持高性能計算：其采用交換式結構替代VME的主控式結構，使得系統(tǒng)整體性能擺脫了主控板的限制，而且在交換式結構下，處理器可以在任意時間發(fā)送數據，而不需要等待總線，因此特別適合多處理器系統(tǒng)。

• 優(yōu)化的電源與散熱：VPX總線提升了電源供電能力，在5V、12V和48V下分別可提供高達115W、384W和768W的功率，使得VPX子卡可以集成更多的模塊，與VME總線相比這是一個顯著的進步。與此同時，面對功率提升后的散熱問題，VPX總線提供了空氣散熱、金屬傳導散熱和液體散熱三種散熱方式，也可以很好地有效應對。

在VPX標準后續(xù)的發(fā)展中，又根據應用的需求做了多次升級，其中比較關鍵的升級包括兩次：一是VITA 46（即VPX-REDI），其在散熱和結構加固等方面做了新的定義，以滿足軍事和航空航天等領域更為嚴苛的應用環(huán)境要求；二是VITA 65，也就是常被提及的OpenVPX，其在VPX規(guī)范基礎上重新定義了系統(tǒng)兼容框架，是一個系統(tǒng)級標準，主要作用是解決不同廠商設計兼容性的問題。

憑借不斷優(yōu)化的性能，以及開放的架構，VPX總線的應用日趨廣泛，從開始的國防工業(yè)擴展到工控及其他領域，其兼容性的產品越來越多，生態(tài)日趨完善。在此基礎之上，VPX也在根據新的需求，持續(xù)進行標準的迭代和升級。

創(chuàng)建標準的同軸背板連接

隨著應用的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)中一個新的需求也逐漸顯現出來，那就是：隨著數字處理速度的提高，很多應用中數據轉換需要在更靠近天線的地方實現，以滿足小型化和輕量化的設計要求，這就需要考慮將同軸傳輸的射頻（RF）信號連接加入到背板中。而此前，同軸傳輸的射頻、視頻和其他模擬信號，大都是通過前面板連接器或者是定制的同軸背板進行互連的。如果能夠在VPX標準架構基礎上定義一個標準化的同軸背板連接解決方案，顯然是一個更佳的技術路徑。

這樣的需求，催生了VITA 67標準。VITA 67標準使用同軸接口連接器代替VITA 46 P2至P6位置的差分數字連接器，提供了一種用VPX背板和插件模塊實現盲配同軸互連的結構，其為系統(tǒng)設計帶來的價值顯而易見。

首先，VITA 67標準支持VPX嵌入式計算架構，使得射頻信號的連接與其他信號和數據傳輸公用一個背板，且滿足相關VITA標準在振動、環(huán)境和耐腐蝕等方面的要求，特別適用于航空航天和國防等高可靠性、高密度的嵌入式應用。

其次，VITA 67帶來的同軸背板連接的標準化，使得操作人員安裝、維修和升級系統(tǒng)變得更簡單，且不同廠商之間的VITA 67插件連接器模塊也可互換使用，這無疑會大大增加設計的靈活性和系統(tǒng)的擴展性。

圖1：VITA 67背板和插件模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

VITA 67基本標準定義了一個支持VPX架構的框架，在此基礎上又逐漸迭代出了不同的“子標準”。VITA 67.1定義了兼容3U VPX的連接器模塊，包含4個SMPM連接器觸點；VITA 67.2 標準則定義了與6U VPX兼容的連接器模塊，包含8個SMPM觸點。

圖2：VITA 67.1和VITA 67.2背板和插件模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

目前，VITA 67已經迎來了新的VITA 67.3版本，其在繼承前期版本優(yōu)勢特性的基礎上，又在以下幾個方面進行了進一步的優(yōu)化：

提升了設計靈活度

根據VITA 67.1和VITA 67.2的定義，浮動觸點是在插件模塊側，僅允許在插件模塊的觸點上進行電纜端接，而VITA 67.3則將浮動觸點移動到了背板側，這就為插件模塊設計者帶來更大的自由度，可以讓插件模塊直接與PCB相連而無需使用射頻電纜組件，也有利于減少物理空間的占用。

圖3：VITA 67.3插件模塊無需射頻電纜組件直接連接PCB（圖源：Amphenol / SV Microwave）

擴展了端口配置

VITA 67.3不像VITA 67.1和VITA 67.2那樣定義固定的端接位置，因此VITA 67.3背板模塊可利用完整的1.00”插槽間距進行靈活的設計，增加連接位數，提高空間利用率。具體來講，VITA 67.1和VITA 67.2模塊的觸點位置是固定的2 x 2和2 x 4陣列（如圖2），而VITA 67.3則可以靈活地定義觸點的數量和位置，設計出多樣性的端口配置產品。

圖4：不同端口配置的VITA 67.3模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

增加了連接密度

為了進一步增加連接密度，VITA 67.3采用了VITA 66（光學模塊）標準中的對準功能，也就是在背板上的浮動插件與觸點接合之前，就預先實現RF觸點陣列的對齊，這種精確對準功能一方面有利于盲插操作，提升連接的可靠性；另一方面也有利于進一步降低觸點的外形尺寸，采用更小型化的射頻連接器（如SPMS），實現更高密度的連接。

圖5：19端口VITA 67.3 SMPS背板連接器模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

特別值得一提的是，VITA 67.3所定義的高密度同軸背板連接，還可以再向前走一步，與其他連接器一起構成高密度的混合連接方案。比如VITA 66.5中就定義了一種新的方案，通過在同一連接器模塊中組合射頻和光鏈路，來實現混合的射頻/光模塊的高密度連接。

圖6：VITA 66.5射頻/光模塊混合連接模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

綜上所述，VITA 67.3標準定義了一種在VPX體系結構中實現高密度、高可靠射頻連接的架構，而且已經根據既有以及未來的需求，迭代或衍生出了不同的版本，為嵌入式開發(fā)者在設計中整合射頻功能，應對復雜性和可擴展性挑戰(zhàn)提供了極佳的解決方案。

構建完整VITA 67.3連接器系統(tǒng)

了解了VITA 67.3標準為我們帶來的好處，下一步就是要精心選好料，為構建高性能的同軸背板連接奠定基礎。

在構建VITA 67.3互連解決方案方面，Amphenol / SV Microwave可以提供豐富的產品組合，包括VITA 67.1、VITA 67.2和67.3射頻連接器、觸點和線纜組件，它們還可以與其他VITA標準（如 VITA 46和VITA 66）產品并行使用，以實現一個完整的高密度背板連接系統(tǒng)。

圖7：VITA 67.3方案

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

Amphenol / SV Microwave的VITA 67.3同軸連接器模塊包括SMPM（腳距小至0.228"）和SMPS（腳距小至0.155"）系列兩種觸點版本，半寬、全寬等外形尺寸，可容納多達19個浮動同軸 (SMPS) 觸點，實現出色的射頻性能。

VITA 67.3同軸射頻連接器采用獨特的固定機制，簡化了組裝/拆卸工作；重疊主體結構，可減少串擾；盲插和簡化的電纜布線縮短了MTTR（平均修復時間）；這些接口連接器還可與其他VITA連接器標準并排實施，并達到或超過VITA 67環(huán)境測試標準，非常適合于航空航天、國防、航空電子、通信和雷達系統(tǒng)等高可靠性、高密度應用。

圖8：VITA 67.3同軸連接器模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

與VITA 67連接器模塊相配套，Amphenol / SV Microwave還提供VITA 67同軸連接器觸點，涵蓋VITA 67.1、67.2和67.3不同的規(guī)格，容易組裝/拆卸，可確保在各種配接條件下實現出色的射頻性能。這些觸點還可與VITA 46硬件并行實施，賦能更靈活的背板互連設計。

圖9：VITA 67同軸連接器觸點

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

同時，Amphenol/SV Microwave的VITA 67高密度、高性能射頻電纜組件，提供直流至65GHz射頻性能，以及推入和卡接插配型號，可用于PCB與VITA 67模塊的連接，方便地實現背板和子插件板的互連，且可容納徑向和軸向錯位，實現更密集的封裝。

圖10：VITA 67射頻電纜組件

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

當然，在Amphenol / SV Microwave的VITA 67解決方案中，也少不了相應的裝配工具。Amphenol / SV Microwave為VITA 67互連提供了全套簡單易用的安裝和拆卸工具，適用于VITA 67.1/.2/.3觸點和電纜組件，可簡化和標準化安裝過程，提高整體操作效率。

圖11：VITA安裝和拆卸工具

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

除了VITA 67相關的產品，跟隨著VITA標準的迭代，Amphenol / SV Microwave還推出了SMPM和SMPS VITA 66.5插入式混合模塊，其包括14或19端口射頻和3端口MT光纖鏈路，采用卡入式安裝類型，直向和推入式配接，具有鈍化表面處理。這些VITA 66.5混合模塊具有50Ω的阻抗、高達100GHz的頻率，以及高達325VRMS 的介電耐壓，工作溫度范圍為-65°C至+165°C，符合MIL-STD-202機械和環(huán)境標準，是高密度混合連接的一個典范。

圖12：SMPM和SMPS VITA 66.5混合模塊

（圖源：Amphenol / SV Microwave）

本文小結

在VPX架構中加入標準化的同軸射頻連接，對于嵌入式開發(fā)來講，VITA 67標準的發(fā)展無疑是一個極大的“利好”。為了能夠讓開發(fā)者從VITA 67標準的應用中獲益，Amphenol / SV Microwave已經開發(fā)出完整的VITA連接器系統(tǒng)解決方案，從連接器、電纜組件，到觸點和裝配工具，應有盡有。

想要實現高密度、高可靠的射頻連接，下面這些Amphenol / SV Microwav的“好料”，一定可以為你提供助力——

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