圖12 整改后的以太網(wǎng)眼圖波形
圖13 整改后的以太網(wǎng)一致性測試結(jié)果
5.整改后的PCB布局及走線圖
圖14 整改后PHY端數(shù)據(jù)信號(hào)走線及端接電阻布局
圖15 整改后PHY與變壓器端的PCB布局圖
圖16 整改后變壓器與RJ45端的PCB布局圖
三、設(shè)計(jì)總結(jié)
在本次以太網(wǎng)通信異常問題定位時(shí),總結(jié)了以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng):
(1)PCB走線越短越好;
(2)以太網(wǎng)PHY和處理器端的數(shù)據(jù)線和控制線注意阻抗匹配,避免反射。因?yàn)樾盘?hào)在傳輸過程中感受到阻抗不匹配時(shí),容易產(chǎn)生反射,同時(shí)驅(qū)動(dòng)能力過大時(shí)也會(huì)容易產(chǎn)生反射。在原理圖設(shè)計(jì)時(shí),若無法預(yù)測PCB走線長度,建議在信號(hào)線和控制線的源端串聯(lián)一個(gè)22~33Ω的小電阻,且信號(hào)線等長和做單端50Ω阻抗處理;
(3)PHY端差分信號(hào)線上的49.9Ω匹配電阻根據(jù)手冊要求放置,盡量靠近PHY端放置;
(4)差分信號(hào)線需要做差分100Ω的阻抗,同層走線,建議采用4層板PCB;
(5)變壓器需靠近RJ45端放置;
(6)“Bob Smith”終接需靠近變壓器端放置。
成熟的以太網(wǎng)電路設(shè)計(jì)看似簡單,但如何保證通信質(zhì)量,硬件設(shè)計(jì)也尤為重要。一個(gè)很小的降低成本的考慮,可能問題就會(huì)在量產(chǎn)時(shí)被無限放大,最終面臨的是硬件改版、人力投入、成本增加、項(xiàng)目延期。在設(shè)計(jì)前期把這些問題考慮進(jìn)去,就可以避免不必要的問題發(fā)生。
圖 17 工業(yè)品質(zhì)的M1052跨界核心板