背板本身是一种较为特殊的PCB，它主要为系统内各种类型的子卡提供互连通道，包括信号，电源，管理接口等。结构上也起到了对子卡的支撑作用。

高速背板与普通背板的不同是高速背板上信号互连的速率较高，所使用的PCB材料以及背板连接器都是高速相关的。如下图所示为传统的高速背板互连系统，主要由背板，子卡以及连接器组成。


高速背板互连系统的无源高速性能主要由以下几个因素影响：

1. 子卡和背板的层叠结构和走线

2. 背板连接器性能

3. AC电容以及过孔

4.  芯片封装


当前专门对背板这种互连结构进行标准定义的有IEEE以及OIF，前期的文章里我们有过介绍。IEEE里背板应用的标准为KR，比如40Gbase-KR4等。OIF里背板应用的标准为LR，比如CEI-25G-LR。这两个规范都对背板互连系统有较为详细的频域参考指标要求。



除了传统的背板系统外，还有正交背板系统结构。正交背板结构里两边的业务卡和交换卡呈垂直角度直接插入到背板上，背板只通过正交连接器就可以将多个业务卡和交换卡进行连接。省掉了中间背板的走线连接，这样可以使得总的走线长度更短，衰减更小。



但是由于正交背板系统里中两侧的板卡呈垂直角度，风道不易设计，所以最大问题就是整机通风散热差。另外背板上的过孔长度一般都较长，阻抗不连续比较厉害，导致高速性能交叉。

为了解决上述问题，业界提出了直接正交架构技术，即无中置背板，业务卡和交换卡通过连接器直接连接，这样散热效果更好，同时也没有了较长的背板过孔，提升了信号完整性的性能。


无中置背板的正交结构已经没有实物背板这部分了。类似结构的还有线缆互连方案。不过线缆方案目前应用不多，方案实现的成本也相对较高。


无论是IEEE还是OIF只定义了背板互连应用的电气性能，并没有定义具体的背板架构标准，比如标准背板连接器，背板尺寸，系统管理等。

ATCA是目前具有高速背板架构定义的标准之一。ATCA(Advanced Telecom Computing Architecture)由PICMG组织制定，主要面向电信运营级应用。ATCA由一系列规范组成，包括定义了结构、电源、散热、互联与系统管理的核心规范。


在背板结构上，ATCA支持全网、双星等多种拓扑结构，在背板传输协议上也支持以太网，PCIE以及SRIO等。当前最新的版本支持100Gbase-KR4的应用，即单通道最高速率为25Gbps。



ATCA也定义了专用的标准背板连接器ADFplus以及ADF++，分别对应了10G和25G速率的应用。


ATCA在背板传输上支持多个协议，电气标准也可以参考对应的协议要求。针对于以太网的10Gbase-KR/100Gbase-KR4等背板应用的传输，ATCA标准里定义了严格的测试标准和流程，包含定义了多种测试治具的规格要求。