OpenVPX 커넥터 구조 및 핀 맵핑 방식

 

 

 

OpenVPX 커넥터 구조 및 핀 맵핑 방식 (3U 기준)

 

VPX란?

VPX(VITA 46)는 기존 VMEbus를 발전시켜, 고속 데이터 전송을 지원함과 동시에 열 관리, 기계적 견고성 등 시스템 신뢰성을 대폭 강화한 하드웨어 인터페이스 표준이다. 주로 방위산업, 항공우주, 산업용 컴퓨팅 분야에서 널리 사용된다. VPX는 시스템 크기에 따라 3U, 6U 등의 폼팩터(form factor)를 제공하며, 시스템 규모와 성능 요구에 따라 다양한 구성이 가능하다.

한편, OpenVPX는 VPX 표준을 기반으로 시스템 간 호환성과 상호운용성을 보다 명확히 규정한 프로파일 집합이다. OpenVPX는 커넥터 규격뿐만 아니라, 시스템 전체를 구성하는 다양한 요소까지 세부적으로 표준화하고 있다. 예를 들어 모듈 프로파일, 백플레인 프로파일, 인터페이스 정의 등이 포함된다.

 

이번 글에서는 OpenVPX 3U 기준의 커넥터 구조에 대해 살펴보도록 한다.

 

 

 

1. 커넥터 타입

• 플러그(Plug-In Module Connector) : 보드(PCB) 쪽에 장착됨
• 리셉터클(Backplane Receptacle Connector) : 백플레인(Backplane) 쪽에 장착됨

 

보드(플러그)가 백플레인(리셉터클)에 위에서 아래로 꽂히는 구조.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 핀 배열 체계 (Row & Column)

• 하나의 핀은 Row(행)와 Column(열) 조합으로 표현된다.
• Row는 알파벳 문자(대소문자 구분)를 사용하고 Column은 숫자를 사용한다.
• 커넥터에서 짧은 쪽이 Row이다.
• 커넥터에서 긴 쪽이 Column이다.

 

2.1 Row

위치	사용 Row	비고
플러그(보드)	A, B, C, D, E, F, G	대문자 (A~G) 사용
리셉터클(백플레인)	a, b, c, d, e, f, g, h, i	소문자 (a~i) 사용

 

 

 

 

2.2 Column

• 3U VPX는 P0 + P1 + P2 세 슬롯으로 구성된다.
• Column(열)은 슬롯마다 번호가 독립적으로 매겨진다.

슬롯(Slot)	Column 범위	주 용도
P0 슬롯	Column 1 ~ 8	전원(Power) 및 관리신호(Management Signals)
P1 슬롯	Column 1 ~ 16	고속 데이터용 (Differential Signals)
P2 슬롯	Column 1 ~ 16	추가 고속 데이터용

 

• Column 번호는 Odd/Even을 구분한다.
  • Odd (홀수 번호) : 1, 3, 5, 7, 9, ...
  • Even (짝수 번호) : 2, 4, 6, 8, 10, ...

 

 

 

 

 

 

3. Wafer 종류

• 플러그 타입 커넥터에 들어가는 Wafer의 종류는 4가지이다.

Wafer 종류	설명	주 배치 슬롯
Odd Differential Wafer	홀수 컬럼용 Differential Pair 신호용	P1, P2
Even Differential Wafer	짝수 컬럼용 Differential Pair 신호용	P1, P2
Single-Ended Wafer	Single-Ended 신호용	P0
Power Wafer	전원 공급용	P0

 

 

❗️아래 그림을 보면 P1, P2에 배치되는 Odd Differential Wafer와 Even Differential Wafer는 리셉터클과 연결되는 배선 방식이 서로 다르다는 것을 알 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

 

4. 핀 맵핑 방식

4.1 Odd Differential Wafer 매핑

Plug-In(보드) Row	Receptacle(백플레인) Row
A	a
B	b
D	e
E	f
G	i

• 나머지 Row들은 Ground 처리

 

Odd Wafer

 

 

 

 

4.1 Even Differential Wafer 매핑

Plug-In(보드) Row	Receptacle(백플레인) Row
B	c
C	d
E	g
F	h

• 나머지 Row들은 Ground 처리

 

Even Wafer

 

 

 

 

 

❓️ 왜 Odd Column과 Even Column의 웨이퍼를 구분하고 배선 방식을 다르게 가져갈까?

이는 Signal Integrity(SI) 최적화를 위해서 신호 간섭(Crosstalk)을 줄이려는 목적이다.

고속 신호들이 옆 라인과 간섭을 일으키면 신호 품질에 문제가 생길 수 있다. 이를 막기 위해 Differential Pair 간에는 항상 GND를 끼워 넣어서 차폐(Shielding)를 하고, 신호선이 서로 이웃하지 않는 Odd 웨이퍼와 Even 웨이퍼를 교차로 배치해서 신호 간 영향을 최소화하는 것이다.