Cevap:

Hayır, düzende büyük bir yanlışlık yok, kullandığımız PHY IC ile eşleştirildiğinde, Ethernet transformatörünün Ekleme kaybı konusunda 0.2dB tarafından spesifikasyon dışında olduğu ortaya çıkıyor.

Soru

Gigabit ethernet'in PCB yönlendirmesinde gözle görülür bir yanlışlık var mı?

Gigabit Ethernet, birçok tasarım kısıtlamasına sahiptir, PCB'deki bileşenlerin yerleşimi nedeniyle, tüm tasarım kurallarına uymak bazen imkansızdır. Bu tasarım Gigabit hızlarını gerçekleştirmek ve bir POE kaynağını beslemek için gereklidir.

Ayrıca FCC EMC / EMI ve ESD testlerini geçmelidir .

Neredeyse tüm uygulama notlarını (TI, Intel..etc) okudum. Bildiğim kadarıyla, onları elimden geldiğince takip ettim. İzler fark çiftleri olarak ve çapraz konuşmayı önlemek için mümkün olan en iyi aralıklarla yönlendirilir. Segment başına minimum 2 / saplama kullanımı. Mümkün olduğu kadar simetriktirler ve post magnetikler her çift 1.25mm içinde, ön manyetikler 2mm içinde eşleştirilir. İzler, birden fazla güç düzleminin referans olarak geçmesini önlemek için alt katmana yönlendirilir.

Ancak bu tasarım değerlendirmek için çok deneyimsiz olduğum bazı zorluklar sunuyor. Yani tasarım kurallarını ne zaman ihlal etmeyi seçersiniz ve ne ölçüde ondan kurtulabilirsiniz.

özellikle

1. RJ45 ve Magnetics oldukları gibi konumlandırılmalıdır. RJ45'ten Magnetics'e kadar olan izlerin uzunluğu 2 mm ile eşleştirilir ve hepsi diferansiyel çiftler olarak serilir. Ancak biraz karışıklık - bu GBE performansı ile ilgili bir soruna neden olur mu?
2. Kısıtlamalar nedeniyle, manyetiklerin altında iki merkez musluk izi vardır (POE için) - bu bir EMI sorunu haline gelir mi? (Uygulama notları manyetiklerin altındaki alanlardan kaçınmayı önerir)
3. Manyetik sonrası, dikkat edilmesi gereken iki özellik vardır - bir kristal osilatör ve sinyale gürültü ekleyebilecek bir transformatör (bir kesimde).
4. Phy ucundaki VIA'lar / Saplamalar kabul edilebilir bir şekilde düzenlenmiş midir?

Bu düzende eksik olduğum ve açık eksiklikler var mı?

Akla gelen şeyler:

• genellikle PCB izinizi, alt katmandakiyle tam olarak aynı özelliklere sahip iletim hattı olarak modellersiniz. Bu nedenle, bir iz uzunluğunda nereye koyduğunuzda bir fark yaratmaz; bu yüzden "boobies gibi görünen" vizeleri yan yana tutmak yerine, onları izinizin ortasında tutacak kadar telafi ederdim
• R51, C5 Üst Katmanda da olabilir
• Xtal veya CPU'nuzun frekanslarını bilmiyorum, ancak şansınız 125 Mbaud of Gigabit ethernet çok etkilenmeyecek :) ancak, bağlantı konusunda endişeliyseniz, klasik yıldızı düşünmek isteyebilirsiniz. çoklu yer düzlemi mimarisi gibi. Bunun gerekli olacağını düşünmüyorum - Gigabit Ethernet Ağı PHY'leri 2016'da tam olarak kanama değil, bu yüzden biraz parazit olsa bile çalışmalılar.
• sadece gördüğüm düzen kısmına baktığımda, PHY'yi 90 ° döndürdüğünüzde yönlendirmenin daha kolay olabileceğini söyleyebilirim - ancak bu, phy'nin "işlemci tarafındaki" karmaşıklığın geldiği anı bozabilir oyuna.
• Bence RJ45 manyetik düzeniniz iyi; Muhtemelen tembel olmuştum ve transformatörün sağ yarısındaki iki fark çiftini konektörün pinlerinden "aşağı" ve sol yarısını "yukarı" yönlendirdim; ancak manyetik pedlere yalnızca bir taraftan erişmeniz gerekiyorsa (bitişik RJ45 pimleri arasına iki iz yerleştirmediğiniz sürece) bu sizi diğerinden geçen bir çiftten kurtaramazdı. Topoloji her zaman arkadaşınız değildir: /

Uyarı: 1GE'nin 125 MBaud'luk bir baud hızı vardır, yani ilk iki yan lob göz önüne alındığında bile, gerçekten 375 MHz'in üzerindeki frekanslar konusunda endişelenmemelisiniz. FR4 (belirli epsilon ile) ve çok sayıda tembellik yaklaşan formülle, bu frekansın dalga boyu kabaca$\frac15 \frac{c_0}{375\text{ MHz}}= \frac 15 \frac {3\cdot 10^8 \frac{\text m}{\text s}}{3.75 \cdot 10^8\frac1{\text s}}\approx \frac4{15}\approx 0.27\text{ m}=270\text{ mm}$, yani 2mm iz uzunluğu farkı 2.7 ° faz hatasıdır ... Bence biraz kararsız yönlendirmeyle bile iyi olacaksınız.

Yüksek hızlı sinyaller için tek katmanlı yönlendirmeyi savunuyorum.

GigE parkurları manyetik taraftaki toprağa atıfta bulunur, ancak PHY tarafındaki güç katmanına referansta bulunur. Dikiş kapasitörlerini kullanmaktan kaçınmak için, manyetikteki gücü (bazı ayırıcılara açıkça bağlı olarak) katman 4'e taşıyabilir ve GigE'yi katman 1'e yönlendirebilirsiniz; vias olmadan, süreksizlik olmayacak, ancak referans tabakasının manyetikten PHY'ye kadar biraz çalışma gerektirebilecek kadar sağlam olması gerekecektir.

Bununla birlikte, tek katmanlı yönlendirmenin başka bir avantajı daha vardır: empedans kontrollü bir karttaki iki farklı katmanın empedansı hiçbir zaman% 100 ile eşleşmeyecektir . Bu, dikiş kapakları ile bile, katman değişikliğinde yansımalar olacak (çok büyük değil, var olacaklar). Tipik bir PCB'de, 2 farklı katmanın empedansı% 10 kadar farklı olacaktır ve mükemmel bir geri dönüş yolu olduğu varsayılarak% 9'un biraz üzerinde bir yansıma katsayısı olacaktır.

Alternatif olarak, birinci katmandaki alanı, vias ve ethernet izlerinin birinci katman üzerinde bulunduğu yere getirebilirsiniz, ancak yine de referans katmanın katman 3'ten katman 2'ye değişmesi için dikiş yolları gereklidir.

Nereye gideceklerini göstermek için resminizi çektim:

Bu, bazı süreksizlik yaşayacağınız gerçeğini değiştirmez, ancak minimumda tutacaktır. Dikiş yolları referans katmanları arasında kısa bir yol sağlar; eğer orada değillerse, dönüş yolunun dönüş akımının buluştuğu en yakın noktayı bulması gerekecektir - ne kadar uzağa (belirli bir sınıra kadar), süreksizlik o kadar büyük olur.

Genel olarak, manyetiklerin altına hiçbir şey koymamaya çalışıyorum, ancak izleriniz görünüşte zemin katmanı tarafından korunduğundan, bunlarla ilgili önemli bir sorun görmüyorum.