¿Qué tan importante es el diseño de las líneas de datos USB / cómo se ve mi diseño?

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Estoy desplegando las líneas de datos USB en mi placa en este momento, y solo estoy tratando de hacerme una idea de lo bien que va a salir mi diseño. Aquí están los detalles:

  • Tablero de 4 capas (desde arriba: señal, tierra, planos de potencia divididos, señal)
  • el cobre interno es de 0.5 oz, el cobre externo es de 1 oz
  • el preimpregnado entre la lámina externa y el núcleo tiene 7.8 milésimas de espesor
  • las trazas son 10 mil con un espaciado de par diferencial de 9.7 mils
  • La longitud de rastreo de los pines MCU a topes paralelos es de aproximadamente 0.23 pulgadas

Planeo tener un conector USB sellado en la carcasa de mi dispositivo. El conector que elegí tiene una disposición de cabecera vertical, así que tendré una placa a la que soldaré el conector, y luego, entre esa y la placa principal, habrá un cable puente.

En cuanto a la impedancia diferencial, según las especificaciones anteriores, me imagino que debería estar aterrizando en algún lugar del área de 91 a 92 ohmios. Por supuesto, los rastros no se mantienen espaciados uniformemente todo el tiempo, ya que recorren las tapas paralelas y los resistores en serie antes de golpear el conector ... pero hice lo mejor que pude.

Aquí hay una foto del diseño del tablero hasta ahora:

¿Cómo se ve esto? La longitud diferente entre el par de trazas es inferior a 5 mils. Lo que me preocupa es potencialmente arruinar todo este problema de impedancia diferencial ... y tener el cable de puente entre la placa y el conector desordenar las cosas.

    
pregunta Toby Lawrence

1 respuesta

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Suponiendo que solo estés usando USB de baja velocidad o de velocidad completa, deberías estar bien.

En general, las consideraciones de diseño solo deben tomarse si se recorre largas distancias (muchas pulgadas) o si se usa USB-2.0. Incluso entonces, el USB es sorprendentemente tolerante.

  • USB 1.1 o USB2.0 baja / velocidad completa

    • Realmente no necesitas preocuparte. Hay historias (posiblemente apócrifas) de personas que ejecutan USB2.0 a baja velocidad de 50 'de cable CAT-5 . Siempre y cuando mantengas tus alambradas a unos cuantos centímetros o menos, no me preocuparé.
    • La ventaja más rápida de la que tendrá que preocuparse en aplicaciones de baja / máxima velocidad es de 12 Mhz. Como tal, realmente no se está acercando al punto en el que asegurarse de que sus trazados / cableado estén correctamente alineados con transmisión / controlados por impedancia es tan importante, al menos mientras sus secciones de impedancia general no controladas sean menores, digamos ~ 6 " .
    • Como dije, la mayoría de los controladores USB toleran de manera impresionante los dispositivos USB que están fuera de especificaciones. Si esto es algo para la producción, me esforzaría por hacerlo correctamente (hay un chico por ahí que tiene una placa base que arroja un silbido si algo relacionado con ella se desvía de la especificación de una pequeña cantidad), pero si es solo un tablero de prueba, yo diría que simplemente colóquelo ordenadamente, y no se preocupe por eso.
  • USB2.0 de alta velocidad.

    • Aquí el diseño se vuelve más importante. USB2.0 de alta velocidad tiene una velocidad máxima de 480 Mhz. Como tal, incluso los trazos cortos comienzan a aproximarse a la longitud de onda de los datos, y como tal, el control de impedancia apropiado se vuelve importante.
    • Suponiendo que su paquete EDA tenga opciones de enrutamiento controladas por impedancia adecuadas, simplemente configure la impedancia de par diferencial en ~ 90Ω, y debería estar bien. Sin embargo, asegúrese de tener un plano de tierra contiguo
  • USB3.0

    • ¿Así que te odias?
respondido por el Connor Wolf

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