Antworten:
Nein, das Layout ist nicht wesentlich falsch. Es stellt sich heraus, dass der Ethernet-Transformator bei Einfügungsverlust um 0,2dB außerhalb der Spezifikation lag, wenn er mit dem von uns verwendeten PHY-IC gekoppelt wurde.
Frage
Ist beim PCB-Routing des Gigabit-Ethernet etwas merklich falsch?
Gigabit-Ethernet unterliegt vielen Designbeschränkungen. Aufgrund des Layouts der Komponenten auf der Leiterplatte ist es manchmal unmöglich, alle Designregeln einzuhalten. Dieses Design ist erforderlich, um Gigabit-Geschwindigkeiten auszuführen und eine POE-Versorgung zu versorgen.
Es muss auch die FCC EMC / EMI- und ESD-Tests bestehen .
Ich habe fast alle verfügbaren Anwendungshinweise (TI, Intel usw.) gelesen. Ich bin ihnen nach bestem Wissen gefolgt, so gut ich kann. Die Spuren werden als Diff-Paare und mit dem bestmöglichen Abstand geführt, um ein Übersprechen zu verhindern. Minimale Verwendung von Durchkontaktierungen / Stichleitungen von 2 pro Segment. Sie sind so symmetrisch wie möglich und die Postmagnetik jedes Paares ist auf 1,25 mm abgestimmt, die Vormagnetik auf 2 mm. Spuren werden auf der unteren Schicht geroutet, um zu vermeiden, dass mehrere Leistungsebenen als Referenz gekreuzt werden.
Dieses Design stellt jedoch einige Herausforderungen dar, die ich nicht beurteilen kann. Dh wann entscheiden Sie sich gegen Designregeln und inwieweit können Sie damit durchkommen?
Speziell
- RJ45 und Magnetics müssen so positioniert werden, wie sie sind. Die Spuren vom RJ45 bis zum Magnetics sind längenangepasst auf 2 mm und alle als Differentialpaare verlegt. Ist es jedoch ein bisschen durcheinander - wird dies ein Problem mit der GBE-Leistung verursachen?
- Aufgrund von Einschränkungen sind unter den Magneten zwei Mittelabgriffspuren verlegt (für die POE) - würde dies zu einem EMI-Problem werden? (Anwendungshinweise empfehlen, den Bereich unter den Magneten zu meiden.)
- Nach der Magnetik sind zwei Merkmale zu beachten: ein Quarzoszillator und ein Transformator (in einer Aussparung), die dem Signal Rauschen hinzufügen können. Wie kann dies vermieden werden?
- Sind die VIAs / Stubs am Phy-Ende in akzeptabler Weise angeordnet?
Gibt es offensichtliche Mängel dieses Layouts, die mir fehlen?
Ich befürworte Single-Layer-Routing für alle Hochgeschwindigkeitssignale.
Die GigE-Spuren beziehen sich auf der Magnetikseite auf Masse, auf der PHY-Seite jedoch auf die Leistungsschicht. Um die Verwendung von Stichkondensatoren zu vermeiden, können Sie die Leistung an den Magneten (die eindeutig mit einigen Entkopplern verbunden sind) auf Schicht 4 verlagern und den GigE einfach alle auf Schicht 1 verlegen. Ohne Durchkontaktierungen gibt es keine Diskontinuität, aber die Referenzschicht müsste von den Magneten bis zum PHY fest sein, was möglicherweise etwas Arbeit erfordert.
Das Einzelschicht-Routing bietet jedoch einen weiteren Vorteil: Die Impedanz von zwei verschiedenen Schichten in einer Impedanz-gesteuerten Karte wird niemals zu 100% übereinstimmen . Das bedeutet, dass selbst bei Nähkappen Reflexionen (nicht sehr groß, aber vorhanden) beim Schichtwechsel auftreten. Auf einer typischen Leiterplatte unterscheidet sich die Impedanz von 2 verschiedenen Schichten um etwa 10%, wobei ein Reflexionskoeffizient von etwas mehr als 9% einen perfekten Rückweg voraussetzt.
Alternativ können Sie den Bereich auf Ebene 2 auf Grund legen, in dem die Durchkontaktierungen und Ethernet-Spuren auf Ebene 1 vorhanden sind. Sie benötigen jedoch noch Stich-Durchkontaktierungen, damit die Referenzschicht von Schicht 3 zu Schicht 2 wechselt.
Ich habe Ihr Bild aufgenommen, um zu zeigen, wohin sie gehen würden:
Das ändert nichts an der Tatsache, dass Sie eine gewisse Diskontinuität haben, aber es wird sie auf ein Minimum beschränken. Die Stichdurchkontaktierungen bieten einen kurzen Pfad zwischen den Referenzschichten. Wenn sie nicht vorhanden sind, muss der Rückweg den nächstgelegenen Punkt finden, an dem sich der Rückstrom trifft - je weiter entfernt (bis zu einer bestimmten Grenze), desto größer ist die Diskontinuität.
Im Allgemeinen versuche ich, nichts unter die Magnetik zu legen, aber da Ihre Spuren anscheinend durch die Bodenschicht abgeschirmt sind, sehe ich bei diesen kein großes Problem.
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