Brochage PCIe M.2 — clé B
Le connecteur M.2 clé B est un Socket 2 à 75 positions utilisé pour les modules cellulaires et WWAN, le stockage SATA et les périphériques PCIe. Selon l’hôte, il peut transporter jusqu’à deux lignes PCIe, SATA, l’USB 2.0, l’USB 3.x, une interface UIM/SIM et des signaux de contrôle de la plateforme.
Attention à la compatibilité : la clé B définit la forme du connecteur et son brochage, pas les interfaces réellement câblées par l’hôte. Une carte qui entre mécaniquement peut rester incompatible électriquement. Toujours vérifier la documentation de l’hôte et du module.
Vue d’ensemble du connecteur
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Famille | PCI Express M.2 / NGFF, Socket 2 |
| Encoche | Clé B, positions 12 à 19 |
| Contacts | 75 positions ; 67 contacts électriques avec l’encoche clé B |
| Usage principal | Modems WWAN/cellulaires, modules GNSS, SSD SATA et périphériques PCIe |
| Interfaces possibles | PCIe x1/x2, SATA, USB 2.0, USB 3.x, UIM/SIM, SMBus |
| Alimentation principale | 3,3 V ; certains modules peuvent utiliser des contacts d’alimentation compatibles VBAT |
Un module de stockage à double encoche B+M peut souvent entrer dans les embases clés B et M. Cette compatibilité mécanique ne garantit pas le câblage de SATA ou PCIe, et un module PCIe B+M reste normalement limité à deux lignes.
Schéma de brochage
Face supérieure — broches impaires
Face inférieure — broches paires
Tableau d’affectation des broches
Les noms des signaux suivent le point de vue de l’hôte : PET est émis par l’hôte vers le module, tandis que PER est reçu par l’hôte depuis le module. Plusieurs contacts reçoivent des fonctions alternatives sélectionnées selon le type de module et l’implémentation de l’hôte.
Code couleur : Alimentation · Masse · USB · PCIe / SATA · Gestion · Contrôle radio / plateforme
Face supérieure
| Broche | Signal | Fonction |
|---|---|---|
| 1 | CONFIG_3 | Configuration du type de module |
| 3 / 5 | GND | Masse |
| 7 / 9 | USB_D+ / USB_D− | Paire de données USB 2.0 |
| 11 | GND | Masse |
| 12–19 | — | Encoche mécanique clé B ; aucun contact |
| 21 | CONFIG_0 | Configuration du type de module |
| 23 | GPIO_11 | Signal polyvalent de la plateforme |
| 25 | DPR | Commande de réduction dynamique de puissance |
| 27 | GND | Masse |
| 29 / 31 | PERn1 / PERp1 ou USB3-Rx− / USB3-Rx+ | Paire reçue de la ligne PCIe 1 ou paire reçue USB SuperSpeed ; SSIC est une autre affectation historique |
| 33 | GND | Masse |
| 35 / 37 | PETn1 / PETp1 ou USB3-Tx− / USB3-Tx+ | Paire émise de la ligne PCIe 1 ou paire émise USB SuperSpeed ; SSIC est une autre affectation historique |
| 39 | GND | Masse |
| 41 / 43 | PERn0 / PERp0 ou SATA-B+ / SATA-B− | Paire reçue de la ligne PCIe 0 ou paire reçue SATA de l’hôte |
| 45 | GND | Masse |
| 47 / 49 | PETn0 / PETp0 ou SATA-A− / SATA-A+ | Paire émise de la ligne PCIe 0 ou paire émise SATA de l’hôte |
| 51 | GND | Masse |
| 53 / 55 | REFCLKn / REFCLKp | Horloge de référence différentielle PCIe |
| 57 | GND | Masse |
| 59 / 61 / 63 / 65 | ANTCTL0 / ANTCTL1 / ANTCTL2 / ANTCTL3 | Signaux de contrôle d’accord d’antenne |
| 67 | RESET# | Réinitialisation du module |
| 69 | CONFIG_1 | Configuration du type de module |
| 71 / 73 | GND | Masse |
| 75 | CONFIG_2 | Configuration du type de module |
Face inférieure
| Broche | Signal | Fonction |
|---|---|---|
| 2 / 4 | 3.3 V | Alimentation principale du module |
| 6 | FULL_CARD_POWER_OFF# | Désactivation de l’alimentation du module complet |
| 8 | W_DISABLE1# | Désactivation de la fonction radio 1 |
| 10 | GPIO_9 / DAS/DSS / LED_1# | Fonction polyvalente, activité du stockage, démarrage échelonné ou voyant d’activité |
| 12–19 | — | Encoche mécanique clé B ; aucun contact |
| 20 / 22 / 24 | GPIO_5 / GPIO_6 / GPIO_7 | Signaux polyvalents de la plateforme |
| 26 | GPIO_10 / W_DISABLE2# | Signal polyvalent ou désactivation de la fonction radio 2 |
| 28 | GPIO_8 | Signal polyvalent de la plateforme |
| 30 | UIM_RESET | Réinitialisation UIM/SIM |
| 32 | UIM_CLK | Horloge UIM/SIM |
| 34 | UIM_DATA | Données bidirectionnelles UIM/SIM |
| 36 | UIM_PWR | Alimentation UIM/SIM fournie par le module |
| 38 | DEVSLP | Commande de veille du périphérique SATA |
| 40 | GPIO_0 / SMB_CLK | Signal polyvalent ou horloge SMBus |
| 42 | GPIO_1 / SMB_DATA | Signal polyvalent ou données SMBus |
| 44 | GPIO_2 / ALERT# | Signal polyvalent ou alerte du bus de gestion |
| 46 / 48 | GPIO_3 / GPIO_4 | Signaux polyvalents de la plateforme |
| 50 | PERST# | Réinitialisation fondamentale PCIe |
| 52 | CLKREQ# | Demande de l’horloge de référence PCIe |
| 54 | PEWAKE# | Demande de réveil PCIe |
| 56 / 58 | Réservées / non connectées | Laisser non connectées sauf définition contraire de la spécification applicable |
| 60 | COEX3 | Contrôle de coexistence radio |
| 62 | COEX_TXD | Émission de coexistence radio |
| 64 | COEX_RXD | Réception de coexistence radio |
| 66 | SIM_DETECT | Détection de la présence de la carte UIM/SIM |
| 68 | SUSCLK | Horloge de veille optionnelle de 32 kHz |
| 70 / 72 / 74 | 3.3 V / VBAT | Alimentation du module ; l’emploi de VBAT dépend du type de module et de la plateforme |
Groupes de signaux
| Groupe | Broches | Remarques |
|---|---|---|
| Alimentation et masse | 2, 4, 70, 72, 74 et toutes les GND | Alimentation principale 3,3 V, utilisation optionnelle de VBAT et retours de masse |
| USB 2.0 | 7, 9 | Un lien USB 2.0, souvent utilisé par les modules cellulaires et WWAN |
| Ligne PCIe 0 / SATA | 41, 43, 47, 49 | Paires différentielles partagées ; l’hôte sélectionne le fonctionnement PCIe ou SATA |
| Ligne PCIe 1 / USB 3.x | 29, 31, 35, 37 | Paires différentielles partagées pour une seconde ligne PCIe ou l’USB SuperSpeed |
| Horloge et contrôle PCIe | 50, 52–55 | Reset, demande d’horloge, réveil et horloge de référence 100 MHz |
| UIM/SIM | 30, 32, 34, 36, 66 | Reset, horloge, données, alimentation et détection de la carte SIM |
| Gestion / GPIO | 20, 22–26, 28, 40, 42, 44, 46, 48 | GPIO de plateforme et fonctions SMBus optionnelles |
| Contrôle radio et antenne | 6, 8, 59–65 | Alimentation du module, désactivation radio, accord d’antenne et coexistence |
| Configuration | 1, 21, 69, 75 | Signaux utilisés par l’hôte pour identifier la configuration du module |
La ligne PCIe 0 et SATA partagent leurs contacts, tandis que la ligne PCIe 1 et l’USB SuperSpeed partagent un autre groupe. Ces interfaces alternatives ne peuvent pas fonctionner simultanément sur les mêmes contacts.
Caractéristiques électriques
| Interface | Valeur / exigence de conception |
|---|---|
| Alimentation principale | 3,3 V nominal sur les contacts indiqués ; vérifier si le module exige une implémentation VBAT |
| Paires PCIe | 85 Ω différentiels nominaux ; placer les condensateurs de liaison AC côté émetteur selon les exigences PCIe |
| Horloge PCIe | Horloge différentielle de 100 MHz avec l’architecture à horloge commune |
| Paires SATA | 100 Ω différentiels nominaux |
| Paire USB 2.0 | 90 Ω différentiels nominaux |
| Paires USB SuperSpeed | 90 Ω différentiels nominaux |
| Interface UIM/SIM | La tension est fournie par le module et dépend de l’implémentation SIM/UIM |
| E/S de gestion et de contrôle | Les niveaux peuvent être de 1,8 V ou 3,3 V ; vérifier chaque fonction dans les deux documentations |
| Signaux actifs à 0 | Les noms terminés par # sont actifs à l’état bas |
Garder chaque paire haut débit courte, à impédance contrôlée et au-dessus d’un plan de référence continu. Appairer les deux pistes de chaque paire et éviter les vias, les dérivations, les découpes de plan et les changements de couche inutiles.
Orientation du connecteur
- Les schémas représentent le bord à contacts du module, et non les pastilles soudées de l’embase.
- La face supérieure, côté composants, porte les broches impaires ; la face inférieure porte les broches paires.
- La broche 1 se trouve à l’extrémité opposée à la broche 75. L’encoche clé B remplace les positions 12 à 19, près de la broche 1.
- L’empreinte de l’embase peut sembler inversée par rapport au module. Utiliser l’empreinte PCB recommandée par le fabricant du connecteur.
Câblages courants
Modem cellulaire ou WWAN
- Relier le 3,3 V, toutes les masses requises, l’USB 2.0 et/ou l’interface PCIe prise en charge par le module.
- Router les signaux UIM/SIM vers une embase SIM adaptée et suivre les recommandations du fabricant pour les ESD et le placement.
- Implémenter FULL_CARD_POWER_OFF#, RESET#, W_DISABLE#, les commandes d’antenne et le réveil uniquement avec leurs niveaux logiques spécifiés.
Périphérique ou SSD PCIe x2
- Router les deux groupes de lignes PCIe, REFCLK, PERST#, CLKREQ# et PEWAKE# selon les exigences de la plateforme.
- Ne pas utiliser l’USB SuperSpeed simultanément sur les contacts de la ligne 1.
SSD M.2 SATA
- Utiliser les fonctions SATA alternatives des broches 41, 43, 47 et 49.
- Implémenter DEVSLP et les signaux CONFIG selon les exigences de l’hôte et du SSD.
- Vérifier que l’embase accepte SATA ; de nombreuses embases clé B destinées au WWAN exposent plutôt USB et PCIe.
Erreurs fréquentes
- Supposer que chaque embase clé B accepte simultanément PCIe, SATA, USB et une carte SIM.
- Insérer un module de stockage B+M dans une embase réservée au WWAN et s’attendre à son fonctionnement.
- Considérer les dimensions du module, comme 2242 ou 3042, comme l’identifiant de son interface.
- Utiliser simultanément la ligne PCIe 1 et l’USB SuperSpeed sur leurs contacts partagés.
- Inverser PET et PER ou SATA A et B en lisant les noms depuis le mauvais point de vue.
- Inverser l’empreinte ou confondre les numéros des faces supérieure et inférieure.
- Piloter des signaux de contrôle 1,8 V ou UIM/SIM en 3,3 V sans vérifier leur tolérance.
- Négliger le courant de crête du modem, l’antenne, les zones d’exclusion RF et les contraintes thermiques.
Connecteurs associés
| Connecteur | Usage courant | Compatibilité |
|---|---|---|
| M.2 clé M | Stockage NVMe PCIe x4 et SATA | Un module de stockage B+M peut entrer, mais un module exclusivement clé M n’entre pas dans une embase clé B |
| M.2 clé A / A+E | Connectivité sans fil | Encoche et affectation des signaux différentes ; pas directement interchangeable |
| Mini PCI Express | Anciens modules cellulaires et sans fil | Connecteur 52 broches et brochage différents ; un adaptateur actif peut être nécessaire |
| mSATA | Anciens SSD SATA | Basé sur SATA, mais mécaniquement et électriquement différent du M.2 |
Toutes les fiches de brochage PCIe M.2
Guide de compatibilité · Clé A · Clé A+E · Clé B · Clé B+A · Clé B+E · Clé B+M · Clé E · Clé M
Spécifications officielles
- Présentation de la spécification PCI Express M.2 — PCI-SIG
- Spécifications PCI Express — PCI-SIG
- Spécifications et documents USB — USB-IF
- Spécifications Serial ATA — SATA-IO
FAQ
Toutes les embases clé B sont-elles destinées aux modems cellulaires ?
Non. La clé B est courante pour les modules WWAN, mais elle peut aussi accueillir du stockage SATA ou des périphériques PCIe. L’hôte détermine les interfaces câblées.
Peut-on installer un SSD B+M dans une embase clé B ?
Il peut généralement entrer mécaniquement. Il fonctionnera uniquement si l’embase et le SSD partagent la prise en charge de SATA ou PCIe et si le firmware de l’hôte accepte le périphérique.
La clé B fournit-elle un lien PCIe x2 ?
Le brochage permet deux lignes, mais l’hôte peut n’en câbler qu’une ou aucune. Un groupe de lignes est également partagé avec l’USB SuperSpeed.
L’interface SIM est-elle toujours disponible ?
Non. Les contacts UIM/SIM peuvent être inutilisés, et l’embase SIM peut être absente ou routée différemment par la plateforme hôte.
Le connecteur accepte-t-il le branchement à chaud ?
Ne pas le supposer. Mettre la plateforme hors tension avant d’insérer ou de retirer un module, sauf si la documentation de l’équipement autorise explicitement cette opération.