1. Verkkosignaalin johdotusvaatimukset
Sama kuin verkkoviestinnässä yleisesti käytetyn UTP CAT5e -verkkokaapelin, sen impedanssi on 100 ohmia taajuudella 1Mhz-100Mhz. Siksi parempien signaalinsiirto-ominaisuuksien saamiseksi jokainen PCB:n differentiaalisignaalijohtopari on suunniteltava/valmistettava 100 ohmin impedanssilla. . Esimerkiksi ESMARC EVB V5.0:ssa jokaisen verkkodifferentiaalisen signaalin linjaparin viivanleveys on 7 mil ja riviväli on 8 mil. Piirilevyn käsittely- ja tuotantodokumentaatiossa/postissa ehdotetaan impedanssivaatimuksia: (linjan leveys-viivaväli-linjan leveys) 7mil-8mil-7mil, impedanssi 100 ohmia. Normaaleissa olosuhteissa piirilevyn valmistaja säätää kuparilevyn uudelleen tarpeidesi mukaan siten, että signaalilinjan impedanssi on +/-10 vaaditusta arvosta vaatimusten täyttämiseksi.
Sen varmistamiseksi, että signaalin vaihe-ero suurtaajuisella differentiaalisignaalijohdolla on riittävän pieni, on tarpeen varmistaa, että jokaisen differentiaalisen signaalin johtoparin pituus on sama kuin mahdollista tai ohjata suurinta linja-eron pituutta. . Verkkoviestintäsignaalilinjojen signaalilinjojen enimmäispituuseroa tulisi säätää rajoissa +/-25mil. 10Mbps/100Mbps-verkossa sen TX- ja RX-tietoliikennelinjat ovat suhteellisen itsenäisiä, joten sen TX- ja RX-differentiaalilinjojen pituutta voidaan ohjata erikseen. 1000 Mbps verkossa sen 4 differentiaalisignaaliparin on lähetettävä dataa samanaikaisesti. Siksi 1000 Mbps verkkoliitännän johdotusta varten ei ole tarpeen ainoastaan ohjata kunkin differentiaalijohtoparin linjan pituuseroa, vaan myös ohjata eroa 4 differentiaalijohtoparin välillä. Viivan pituuden ero. Kunkin differentiaalisen signaalilinjan parin rivivälin on oltava suurempi/yhtä kuin kunkin signaalilinjan linjan leveys, jotta se täyttää piirilevyn EMI-vaatimukset. Esimerkiksi ESMARC EVB V5.0:ssa verkon signaalilinjan linjan leveys on 7 mil ja differentiaalilinjan riviväli on 8 mil.
Otetaan alla esimerkkinä ESMARC EVB V5.0 -arviointitaulu.
(Kuva 1) (Kuva 2)
Kuva 1 on CN8-1 1000Mbps verkkoliitännän PCB-reititys ja kuva 2 CN8-2 10Mbps/1000Mbps verkkoliitännän PCB-reititys. Kuvasta näkyy selvästi, että jokainen differentiaalisignaalijohtopari on johdotettu tiukasti differentiaalijohdotusvaatimusten mukaisesti.
(Kuva 3)
Kuva 3 on 1000 Mbps verkkoliitännän (CN8-1) jäljityspituuden parametriarvo. Tämä parametri löytyy EDA-työkalusta. Yllä olevassa kuvassa NET1_TX on 1000M_D0, NET1_RX on 1000M_D1, plus 1000M_D2 ja 1000M_D3 signaalin hyppyjohdinresistanssin kautta, jotka yhdessä muodostavat 4 paria differentiaalisignaalilinjoja 1000 Mbps verkkoliitäntää varten.
Piirilevyasettelussa hyppyvastukset on suunniteltu 1000M_D2, 1000M_D3 differentiaalisignaalilinjojen ja emolevyn signaalinastojen väliin. Niiden välillä on signaalilinjan pituus noin 400mil, joten ero neljän differentiaalisen signaalin johtoparin pituudessa on suhteellisen pieni. Se voi periaatteessa täyttää viestintävaatimukset 1000 Mbps ympäristössä.
(Kuva 4)
Kuva 4 on 10Mbps/100Mbps verkkoliitännän (CN8-2) jäljityspituusparametrin arvo. Parametreista voidaan nähdä, että 100 Mbps verkkorajapinnassa kaksi differentiaalisen signaalin linjapituuden paria, TX ja RX, ovat riippumattomia ja ohjaavat vastaavasti linjan pituuksia.
(Kuva 5)
Kuvassa 5 on differentiaalisignaalilinjojen pari 100M_NET2_RX. Sen kahden signaalilinjan (100M_TPRX2+, 100M_TPRX2-) välinen pituusero on noin 20 mailia, mikä täyttää verkkoviestinnän differentiaalisen reitityksen suunnitteluvaatimukset.
Differentiaalivaatimusten mukaisen reitityksen ja piirilevyn linjanpituuden säädön lisäksi on myös huomioitava, että signaalilinjan purkamisen jälkeen portista tulee kaksi signaalilinjaa käsitellä samanpituisina mahdollisimman pian. Kuten alla:
Kuvassa 6 differentiaalisignaalilinjan ulostulo on symmetrinen, joten ulostulon jälkeen voit seurata differentiaalista reititystä suoraan. Kuvassa 7, koska differentiaalinen signaalilinja on epäsymmetrinen, linjan piirtämisen jälkeen signaalilinja tulee tasata mahdollisimman aikaisin ja sitten reitittää normaali differentiaalinen signaalilinja.
2. Verkkoporttien ESD-suojaus
Verkkosovellusten erityispiirteistä johtuen ulkoiset signaalit häiritsevät helposti verkkoportteja, joten järjestelmän verkkosignaalin täytyy kulkea 1:1 verkkomuuntajan läpi ennen kuin se voidaan liittää RJ45-liitäntään, kuten Intronin käyttämä integraatio. 10Mbps/100Mbps verkkoliitäntä HR871181A, 1000Mbps verkkoliitäntä HR851178C, sisäinen 1:1-verkon eristysmuuntaja ja yhteismuotoinen induktanssikela (kuten kuvassa 8), jotka voivat tehokkaasti estää yhteismoodin häiriösignaaleja viestintälinjalla ja samalla Estä DC-häiriösignaalia vahingoittamasta järjestelmän verkkoasemaa.
Lisäksi verkkoportin ESD-ominaisuuksien parantamiseksi edelleen voit suunnitella erillisen ESD-suojalaitteen, ja PCB-suunnittelussa ESD-suojalaitteen tulee olla mahdollisimman lähellä RJ45-verkkoportin pin pad. . Kuten alla:
Kuten kuvasta 9 näkyy, verkkoportin ESD-suojauslaite on PCB-kortilla lähellä RJ45-verkkoportin johtoa. Kuvassa 10 on ESMARC EVB -piirin verkkoportteihin suunniteltu ESD-suojalaite.
Lopuksi metallikuorella varustetun RJ45-verkkopistorasian metallikuori on suositeltavaa liittää luotettavaan ja turvalliseen maadoituspisteeseen laitteen asennuspaikalla. Jos paikan päällä tapahtuvan turvamaadoituksen luotettavuutta ei voida taata, on suositeltavaa liittää RJ45:n metallikuori kortin maatasoon suurjännitekondensaattorin (esim. 102M/1KV) kautta, kuten käsittelyssä. ESMARC EVB:stä.
