Longitud del par diferencial USB

Estoy enrutando una PCB que usa una conexión USB. Las trazas del par diferencial están a 10 mil de distancia entre sí y tienen aproximadamente 1 mm de longitud diferente. ¿Será un problema? ¿Cuál es la diferencia máxima recomendada en longitud y la distancia mínima entre ellos?

¿Qué velocidad(es) necesita admitir?
He publicado esto antes, pero no puedo encontrarlo. En esta publicación de blog puede encontrar un nanosegundo descargable (en el vacío): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html . Un nanosegundo implica 1GHz.
¿USB 2.0 de alta velocidad o máxima velocidad?
@TurboJ USB 2.0 Velocidad máxima
¿Cuánto duran las huellas? Si es muy corto, entonces realmente no necesita preocuparse por la impedancia o la coincidencia de nada. Una buena regla general es que si la longitud de onda (período) de los bits es 12 veces más larga que su traza, entonces no hay necesidad de preocuparse por nada.

Respuestas (4)

Si bien la longitud y la impedancia son importantes, 1 mm de diferencia de longitud no afectará el rendimiento de su sistema de ninguna manera, incluso para USB-2.0 de alta velocidad.

De la especificación USB:

7.1.3 Sesgo del cable
El sesgo máximo introducido por el cable entre el par de señalización diferencial (es decir, D+ y D- (TSKEW)) debe ser inferior a 100 ps y se mide como se describe en la Sección 6.7.

Suponiendo una velocidad de propagación perfecta (es decir, C, la velocidad de la luz), una longitud diferencial de ~2,99 cm produciría una desviación de 100 ps. Como tal, su diferencial de longitud de traza de 1 mm no será un problema.

Agregado: en una PCB real, sus señales viajan más lento que la velocidad de la luz. Para una línea de banda (capa interna), divide la velocidad de la luz en el vacío por la raíz cuadrada de la constante dieléctrica relativa (e_r). Así que a media velocidad. Esto significa que 100ps es más como 15 mm. Para las capas exteriores, la velocidad es ligeramente superior (alrededor del 10%).

Se agregó un poco sobre la velocidad de propagación en una PCB real.
@RolfOstergaard: esa debería ser su propia respuesta, no una edición.
@ChrisStratton Bueno... ConnorWolf se me adelantó cuando brindó una respuesta decente que ya fue aceptada. Entonces, lo mejor que pude hacer fue hacerlo un poco más útil para aquellos de nosotros que no vivimos en el vacío :-) ¿Espero que esté bien?
No, no es. No puede usar una edición para insertar sus propias ideas distintas en la respuesta ya aceptada y altamente votada de otra persona. Si quieres señalar un problema con una respuesta, lo haces en un comentario. O publica su propia alternativa que se evalúa por separado con su propia votación.
Para ser honesto, no me molestó mucho, pero supongo que soy yo quien se beneficia más. Probablemente debería haber hecho las búsquedas de velocidades reales de propagación de PCB en mi respuesta original.

No es la distancia, per se, lo que importa. Lo que importa es la impedancia de la línea de cinta o microcinta. Use cualquier calculadora en su software CAD o en línea para obtener un diferencial de 90 ohmios. La impedancia depende del espaciado de las trazas y su altura sobre el plano de tierra. Una calculadora de muestra está en eeweb .

Una diferencia de 1 mm está bien a menos que esté utilizando SuperSpeed ​​USB 3.0.

¿Sabes cómo hacerlo en Altium?
@mFeinstein: especifique el par D+/D- como líneas diferenciales en el esquema, y ​​en el editor de PCB establezca las reglas para los pares diferenciales. Puede especificar la distancia desacoplada máxima, la impedancia nominal y la diferencia de longitud máxima.
@mFeinstein: documentación de Altium sobre el enrutamiento de pares de diferencias: wiki.altium.com/display/ADOH/…

El factor más importante en el enrutamiento del par diferencial en USB es la impedancia. Esto no está relacionado con la longitud sino con la geometría de los trazos entre sí y con el tablero.

Intel hace una buena referencia sobre esto para USB:

Directrices de diseño USB de alta velocidad

Extracto:

3.4 Coincidencia de longitud de rastreo USB de alta velocidad

Use las siguientes pautas de coincidencia de longitud de seguimiento.

Las trazas de pares de señales USB de alta velocidad deben coincidir en longitud de traza. La discrepancia máxima de longitud de rastreo entre los pares de señales USB de alta velocidad (como DM1 y DP1) no debe ser superior a 150 mils.

Según la experiencia anterior, USB 2.0 de velocidad completa (12 Mbps) puede sobrevivir a una diferencia de 1 mm (es algo necesario para la huella del conector USB-B, según recuerdo).

2.0 High Speed ​​y 3.0 pueden/serán diferentes/más temperamentales.

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