USB veri hatlarının düzeni ne kadar kritik / düzenim nasıl görünüyor?


13

Şu anda kartımdaki USB veri hatlarını yerleştiriyorum ve sadece tasarımımın ne kadar iyi olacağına dair bir fikir edinmeye çalışıyorum. İşte ayrıntılar:

  • 4 katmanlı tahta (üstten: sinyal, toprak, bölünmüş güç düzlemleri, sinyal)
  • iç bakır 0.5oz, dış bakır 1oz
  • dış folyo ve çekirdek arasındaki prepreg 7.8 mil kalınlığında
  • izler 10 mil, diferansiyel çift aralık 9.7 mil'de
  • MCU pin paralel kapaklar iz uzunluğu yaklaşık 0.23 inç

Cihazımın kasasında kapalı bir USB konektörü olmasını planlıyorum. Seçtiğim konnektörün dikey bir başlık düzenlemesi var, bu yüzden konnektörü lehimlediğim bir kartım olacak ve daha sonra bu ve ana kart arasında bir jumper kablosu olacak.

Diferansiyel empedansa göre, yukarıdaki özelliklere dayanarak, 91 - 92 ohm alanda bir yere inmem gerektiğini düşünüyorum. Verilen izler, konektöre çarpmadan önce paralel kapaklar ve seri dirençlerden geçtikleri için izler tüm zaman boyunca eşit aralıklarla kalmıyor ... ama elimden gelenin en iyisini denedim.

İşte şimdiye kadar tahta düzeninin bir çekimi:

USB veri hattı düzeni

Bu nasıl görünüyor? İz çifti arasındaki uzunluk 5 milin altında. Endişe duyduğum şey, potansiyel olarak bu tüm diferansiyel empedans şeyi bozmaktır ... ve kart ile konektör arasındaki bağlantı kablosunun karıştırılmasıdır.


Hangi MCU'yu kullandığınızı paylaşmak ister misiniz? Yerleşik alıcı-vericilere sahip birçok kişi sıradaki harici bileşenleri tercih etmez. Aynı uzunlukta ve çok uzun olmadığı sürece iyi olmalıdır. (Bence Mikroçip veri sayfaları 19 cm'den daha az ya da saçma sapan uzun bir şey söylüyor)
Eylül'de

3
Ve Jumper Kablosu ne kadar olacak? Bir şey varsa bu en zayıf halka olacağını tahmin ediyorum.
JUSTING

2
Muhtemelen birçok USB özellikli mikro denetleyici tarafından kullanılan usb düşük hız / usb tam hız oranlarında çok şeyden kaçacaksınız. Tam USB 2.0 yüksek hız yapabilen bir şeyiniz varsa, sahip olduğunuz şey kötü görünmese de daha dikkatli olmanız gerekir.
Chris Stratton

Jumper kablosu yaklaşık 3 inç uzunluğunda, 28AWG, blendajsız olacaktır. Ayrıca LPC1769 kullanıyorum. Kullandığım Gömülü Sanatçılar prototip panosu, kullandığım 33ohm serisi dirençlere ve 18pF paralel kapaklara sahip.
Toby Lawrence

4
Çizimden söylemek zor ama görünüşe göre bu iki sinyalle düzlemde bir ayrımı geçiyorsunuz ve bunu yapmak istemiyorsunuz. USB bir diferansiyel alım kullanır, ancak sinyaller yine de düzleme referanslanır. Onlar olmasa bile, hala endişelenecek ortak mod gürültüsüne sahip olacaksınız. Muhtemelen böyle çalışacak ama kesinlikle daha fazla yayılacak.
Bazı Donanım Adamı

Yanıtlar:


19

Yalnızca USB düşük hızda veya tam hızda kullandığınızı varsayarsak, iyi olmalısınız.

Genel olarak, mizanpaj konuları yalnızca uzun mesafelere (çok inç) gidiyorsanız veya USB-2.0 kullanıyorsanız dikkate alınmalıdır. O zaman bile, USB şaşırtıcı derecede toleranslıdır.

  • USB 1.1 veya USB2.0 düşük / tam hız

    • Gerçekten endişelenmene gerek yok. USB2.0 düşük hızlı 50 'CAT-5 telini çalıştıran insanların (muhtemelen kıyamet) hikayeleri vardır . Telinizi birkaç inç veya daha az tuttuğunuz sürece endişelenmem.
    • Düşük / tam hızlı uygulamalarda endişelenmeniz gereken en hızlı kenar 12 Mhz'dir. Bu nedenle, izlerinizin / kablonuzun düzgün bir şekilde iletim astarlı / empedans kontrollü olduğundan emin olmamanız gereken noktaya yaklaşmıyorsunuz, en azından genel kontrolsüz empedans bölümleriniz o zamandan daha az olduğu sürece, ~ 6 " .
    • Söylediğim gibi, çoğu USB denetleyicisi, spesifikasyonları geniş olan USB aygıtlarına etkileyici bir şekilde toleranslıdır. Bu üretim için bir şeyse , düzgün bir şekilde yapmak için çaba harcıyorum (orada bir şey anakarta sahip bir adam var, ona bağlı herhangi bir şey spesifikasyondan küçük bir miktar sapıyorsa, tıslama). bu sadece bir test panosu, diyorum ki düzgün bir şekilde ortaya koy ve endişelenme.
  • USB2.0 Yüksek hızlı.

    • Burada düzen daha önemli hale geliyor. USB2.0 Yüksek Hızlı'nın maksimum kenar hızı 480 Mhz'dir. Bu nedenle, kısa izler bile verinin dalga boyuna yaklaşmaya başlar ve bu nedenle uygun empedans kontrolü önem kazanır.
    • EDA paketinizin uygun empedans kontrollü yönlendirme seçeneklerine sahip olduğunu varsayarsak, diferansiyel çifti empedansınızı ~ 90Ω olarak ayarlayın ve iyi olmalısınız. Yine de bitişik bir yer düzlemine sahip olduğunuzdan emin olun.
  • USB3.0

    • Yani kendinden nefret mi ediyorsun?

Dürüst olmak gerekirse, tanıdığım bazı erkeklerin bunu isteyebileceği potansiyeli var. Bunu satmayı dışlamak istemiyorum, bu yüzden doğru tasarlamak, eğer saçma uzunluklara gitmemi gerektirmezse, benim için büyük. Yine de sadece USB 2.0 Tam hızlı desteği planlıyorum. Konektörün doğrudan ana karta takıldığını ve izleri ana kartın kenarına kadar ilerlettiğini anlatabilir miyim? En azından bu şekilde empedansı bir jumper kablosuyla yapabileceğimden daha iyi kontrol edebildim.
Toby Lawrence
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.