最近做一個(gè)項(xiàng)目,板載4412主控,需要用到usb,主要搭載的外設(shè)有usb鼠標(biāo),usb攝像頭,usb協(xié)議連接移動(dòng)4G模塊,畫好主板后,發(fā)現(xiàn)鼠標(biāo)能用,但是攝像頭和4G模塊不能用,最后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵O(shè)計(jì)時(shí)考慮到設(shè)備需要轉(zhuǎn)接,所以我每個(gè)USB都畫了兩對(duì),一個(gè)調(diào)試備用,另一個(gè)運(yùn)行時(shí)正式使用,當(dāng)使用其中一個(gè)USB口時(shí),另一個(gè)USB口閑置,其中的差分線也充當(dāng)了天線,影響了差分線的阻抗,當(dāng)我用小刀刮掉這對(duì)差分線時(shí),發(fā)現(xiàn)能夠正常使用,因此我特地找了些差分線的布線規(guī)則,希望對(duì)大家有所幫助
1、在繪制USB2.O 設(shè)備接口差分線時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn)要求: 1、USB2.O芯片放置在離地層最近的信號(hào)層,并盡量靠近USB插座,縮短差分線走線距離。 2、差分線上不應(yīng)加磁珠或者電容等濾波措施,否則會(huì)嚴(yán)重影響差分線的阻抗。 3、如果USB2.O接口芯片需串聯(lián)端電阻或者D線接上拉電阻時(shí),務(wù)必將這些電阻盡可能的靠近芯片放置。 4、將USB2.O差分信號(hào)線布在離地層最近的信號(hào)層。 5、在繪制PCB板上其他信號(hào)線之前,應(yīng)完成USB2.0差分線和其他差分線的布線。 6、保持USB2.O差分線下端地層完整性,如果分割差分線下端的地層,會(huì)造成差分線阻抗的不連續(xù)性,并
會(huì)增加外部噪聲對(duì)差分線的影響。 7、在USB2.0差分線的布線過程中,應(yīng)避免在差分線上放置過孔(via),過孔會(huì)造成差分線阻抗失調(diào)。如
果必須要通過放置過孔才能完成差分線的布線,那么應(yīng)盡量使用小尺寸的過孔,并保持USB2.0差分線在一個(gè)信號(hào)層上。 8、保證差分線的線間距在走線過程中的一致性,使用Cadence繪圖時(shí)可以用shove保證,但在使用Protel 繪圖時(shí)要特別注意。如果在走線過程中差分線的間距發(fā)生改變,會(huì)造成差分線阻抗的不連續(xù)性。 9、在繪制差分線的過程中,使用45°彎角或圓弧彎角來代替90°彎角,并盡量在差分線周圍的150mil
范圍內(nèi)不要走其他的信號(hào)線,特別是邊沿比較陡峭的數(shù)字信號(hào)線更加要注意其走線不能影響USB差分線。 10、差分線要盡量等長,如果兩根線長度相差較大時(shí),可以繪制蛇行線增加短線長度。
2、在繪制USB電源線、信號(hào)地和保護(hù)地時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn): 1、USB插座的1、2、3、4 腳應(yīng)在信號(hào)地的包圍范圍內(nèi),而不是在保護(hù)地的包圍范圍內(nèi)。 2、USB差分信號(hào)線和其他信號(hào)線在走線的時(shí)候不應(yīng)與保護(hù)地層出現(xiàn)交疊。 3、電源層和信號(hào)地層在覆銅的時(shí)候要注意不應(yīng)與保護(hù)地層出現(xiàn)交疊。 4、電源層要比信號(hào)地層內(nèi)縮20D,D 為電源層與信號(hào)地層之間的距離。 5、如果差分線所在層的信號(hào)地需要大面積覆銅,注意信號(hào)地與差分線之間要保證35mil以上的間距,以免覆銅后降低差分線的阻抗。 6、在其他信號(hào)層可以放置一些具有信號(hào)地屬性的過孔,增加信號(hào)地的連接性,縮短信號(hào)電流回流路徑。 7、在USB總線的電源線和PCB板的電源線上,可以加磁珠增加電源的抗干擾能力。
3、USB2.0其他信號(hào)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) USB2.O提供高達(dá)480Mbps的傳輸速率,因此芯片需要外接一個(gè)較高頻率的晶振,例如Cypress公司的CY7C68013需要外接1個(gè)24MHz的晶振。晶振應(yīng)盡量靠近USB芯片的時(shí)鐘輸入腳,時(shí)鐘線不能跨越USB2.0的差分線,晶振下不要布置任何信號(hào)線,并且在時(shí)鐘線周圍應(yīng)覆有完整的信號(hào)地,以降低時(shí)鐘線對(duì)其他信號(hào)線的干擾,特別是對(duì)差分線的干擾。在繪制USB芯片與其他芯片相連的數(shù)據(jù)線時(shí),應(yīng)保證線間距不小于8mil。 按EMC、EMI原理和信號(hào)完整性要求設(shè)計(jì)的USB2.0設(shè)備PCB板,傳輸速率可以達(dá)到300Mbps以上。高速數(shù)字信號(hào)傳輸PCB板設(shè)計(jì)是一個(gè)比較復(fù)雜的領(lǐng)域,對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求比較高,設(shè)計(jì)周期也比較長。
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