USB Signal Routing - Datenleitungen über Vias tauschen?

Ich mache mein zweites USB-Design, aber die D + / D- Pins auf der MCU (atemga16u2) sind nicht in der richtigen Reihenfolge für den Micro-B-Anschluss. Was ist die beste Vorgehensweise, um diese so zu routen, dass sie richtig verlaufen? Meine aktuelle Idee ist es, den Atmega um 180 Grad zu drehen und darunter zu verlegen, aber es scheint, als wären die Spuren ziemlich lang.

Ich könnte auch eine der Linien unter der anderen fallen lassen, aber ich bin sicher, das würde die Längen für das Differentialpaar durcheinander bringen.

Dieses Gerät geht nicht über die volle Geschwindigkeit hinaus, sodass ich mit weniger als perfektem Routing davonkommen kann.

usb pcb-design differential routing via monty
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Wenn Sie genügend Platz haben, lassen Sie die Spuren auf der obersten Ebene und führen Sie den Stecker von der anderen Seite ein. Vielleicht lohnt es sich auch, den Chip zu drehen.

Armandas

Meinen Sie die andere Seite als in der untersten Schicht? Leider kann ich das aus Platzgründen nicht machen.

Nein, andere Seite wie oben (wie in Ihrem Bild gezeigt) statt unten, wie Sie es jetzt tun.

Armandas

Bei voller USB-Geschwindigkeit können Sie mit viel davonkommen. Vias sicherlich 0805 oder sogar 1206 0-Ohm-Widerstände, die auf einer einzigen Schicht übereinander gebrückt werden können usw. Sie haben bereits Inline-Widerstände (wie viele Designs auch), um diese auszunutzen.

Chris Stratton

Antworten:

Da es schwierig ist, es in den Kommentaren zu beschreiben, werde ich es als Antwort geben.

Wenn der Platz es zulässt, können Sie Ihre Signale wie folgt weiterleiten:

Armandas
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Sie haben mich nur geschlagen, bevor ich meine hochgeladen habe: i.imgur.com/nELi3dP.png Nun, das Datenblatt besagt, dass dies eine signalfreie Zone sein sollte - sollte es mir gut gehen?

@monty Ich habe vergessen, dass der MicroUSB ganz aus Metall ist. Ich würde empfehlen, die Datenblattanweisungen nach Möglichkeit zu befolgen.

Armandas

@monty Ich werde dein Bild für meine Antwort ausleihen, wenn das in Ordnung ist.

Armandas

Hat es einen Vorteil, beide Spuren so herumzuleiten? Warum nicht den einen R2von der Sechs-Uhr-Position des oberen Pads auf die Zwölf-Uhr-Position des unteren Pads verlegen und dann nur die Spur auf R1ungefähr verlegen?

Par

@par USB verwendet eine differentielle Signalübertragung. Sie müssen daher die Leiterbahnlängen anpassen und zusammenhalten, um die differentielle Impedanz aufrechtzuerhalten. Es mag in diesem Fall nicht allzu wichtig sein (aufgrund der geringeren Geschwindigkeit, wie von anderen erwähnt), aber es ist eine gute Praxis und eine Gewohnheit, die man entwickeln sollte.

Armandas

Als Ergänzung zu Armandas Antwort:

Wenn Sie Vias verwenden möchten, gibt es einen einfachen Trick, um die Linien zu vertauschen: Drehen Sie die Vias um 90 Grad, dh legen Sie sie "übereinander". Wenn Sie beide Durchkontaktierungen von links in der oberen Ebene eingeben und von links in der unteren Ebene belassen, werden beide Zeilen kostenlos vertauscht:

(Nur eine kurze Zeichnung, da mein Schaltplan-Computer mir gerade gesagt hat, dass es absolut notwendig ist, Updates sofort zu installieren ...)

Bei USB Full Speed müssen Sie sich keine Gedanken über die Längenanpassung am Differentialpaar machen. Das elektrische Signal breitet sich in der Spur mit etwa 20 cm / ns aus.

Da das Signal mit 12 MBit / s übertragen wird, ist jedes Bit 83 ns lang. Unter der Annahme, dass die Abtastung in der Mitte jeder Bitperiode erfolgt und die Anstiegs- und Abfallzeiten der Signale nicht länger als 30 ns sind (was sehr konservativ ist), gibt es immer noch einen Spielraum von 41 ns - 30 ns / 2 = 26 ns. das entspricht einer spurlänge von 5 metern. Vor diesem Hintergrund kann man mit Sicherheit davon ausgehen, dass eine Abweichung von mehreren Zentimetern überhaupt kein Problem darstellt.

asdfex
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Eine weitere gute Option.

Armandas

Könnten Sie ein Bild zur Verfügung stellen? Es fällt mir schwer, mir vorzustellen, was Sie beschreiben.

vini_i

@vini_i Los geht's - eine Zeichnung von Spuren hinzugefügt.

Asdfex

Wenn sich zum Beispiel alles auf der obersten Ebene befände, würden Sie es dann nach unten fallen lassen und sie bringen es mit dem Kreuz wieder nach oben?

Vini_i

Können Sie kurz Ihre Gleichung 41ns - 30 / 2ns erklären? Die gesamte Periode beträgt 83 ns, und Sie entfernen die Hälfte der Anstiegszeit, um die Zeitdauer zu ermitteln, in der das Signal eine gültige 1 oder 0 ist, ja? Warum würden Sie auch nicht die Hälfte der Abfallzeit entfernen? und warum benutzt du nur 41ns (halbe Bitperiode) anstatt der vollen 83ns? Warum sind es dann nicht 83ns (volle Periode) -30/2 -30 / 2 = 53ns? Wollen Sie damit sagen, dass Sie in beiden Richtungen einen Spielraum von +/- 26 ns haben, um einen vollen Spielraum von 53 ns zu erhalten?

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