Restricciones de diseño de trazas de PCB USB 2.0

Gracias a la ayuda de esta comunidad estoy mucho más cerca de terminar mi nuevo diseño. En este momento, lo que más me preocupa son los rastros de mi USB 2.0 y quiero asegurarme de que estoy haciendo todo bien con el espaciado y demás. Estoy usando el puerto USB0 en el NXP LPC4337.

Antes de tener los rastros USB: - agrupados con un espacio de 6 mil, excepto un espacio de 10 mil para D- y D+ como este { Rastreo de ID de USB >> espacio de 6 mil >> USB D+>> espacio de 10 mil >> USB D->> 6 mil espacio>> USB VBUS }

Consulté a algunos colegas en mi escuela y descubrí que si las cosas se rastreaban de esta manera, podría obtener mucho ruido de VBUS y muy posiblemente lo mismo con USB ID. Aprendí que debo aislar D+/D- tanto como sea posible. Así que moví la línea VBUS a la capa inferior y lejos de las líneas D+ D-. No estoy seguro de qué debo hacer con la línea de identificación USB, he estado investigando mi hoja de datos y parece que no puedo encontrar nada sobre cómo ejecutar el seguimiento, la mayoría de las cosas que contiene son sobre registros de control y desarrollo de conductores. ¿Alguna idea sobre lo que debo hacer para el rastreo de identificación?

A menos que esté diseñando un dispositivo OTG que cambiará de modo, no enrutaría la ID USB en absoluto, pero si lo está, debería ser una señal de estado bastante estable (excepto el ruido) ya que generalmente lo determina el conector insertado. El espaciado de 6 mil suena bastante apretado y probablemente debería evitarse (al menos en cualquier distancia) a menos que sea absolutamente necesario.
Me gustaría que el dispositivo pudiera implementar OTG para futuras aplicaciones, pero para el proyecto no es necesario. ¿Es seguro correr la línea ID paralela al D-/D+ siempre que esté significativamente espaciada, digamos 10 a 15 milésimas de pulgada?
@AdamVadala-Roth, ¿es esta una placa de dos capas o multicapa? ¿Cuál es la altura de sus trazas D+/D- sobre su plano de tierra? ¿Y cuál es la longitud de las huellas?
@ The Photon, esta es una placa de cuatro capas con el siguiente perfil de pila de capas Señal superior >> Plano de tierra >> plano de potencia >> Señal inferior. Los USB D+/D- se enrutan en la capa superior (el plano de tierra está debajo de ellos). Los trazos en sí miden aproximadamente 2,3 pulgadas de largo (D-/D+) y se enrutan como un par diferencial de igual longitud con una separación de 10 mil.
¿Cuál es la altura de la primera capa dieléctrica (entre D+/D- y tierra)?
Acabo de recibir noticias de la casa fabulosa. La altura del primer dieléctrico será de 0,062 pulgadas.

Respuestas (1)

Rastreo de ID de USB >> Espacio de 6 mil >> USB D+>> Espacio de 10 mil >> USB D->> Espacio de 6 mil >> USB VBUS

Esto no suena como una buena idea. Recomendaría que otros rastros, como VBUS y USB_ID, estén más alejados de D+/D- que D+ y D- entre sí.

Con un espaciado de 10 mil y una placa de 4 capas, también es poco probable que D+/D- funcionen realmente como una línea diferencial estrechamente acoplada. Esto está bien, pero debe pensar en estos rastros como dos líneas independientes de un solo extremo que transportan datos complementarios. Eso significa que también es una buena idea que las posibles señales de interferencia (VBUS, ID) estén más alejadas de las trazas de alta velocidad que las trazas de alta velocidad del plano de tierra. Preferiblemente, si la altura de la traza sobre el plano del suelo es h , las otras trazas deben estar al menos a 3 o 4 x h de las trazas de alta velocidad.

Tenga en cuenta que para USB 2.0, con velocidades de datos de 480 Mb/s, sus trazas de 5 cm (2 pulgadas) se acercan a la longitud en la que los efectos de la línea de transmisión comienzan a ser importantes. Sería una buena práctica colocarlos con el ancho correcto para que funcionen como líneas microstrip de 50 ohmios en su apilamiento. Pero nuevamente, apenas está alcanzando las longitudes donde esto es necesario, por lo que no pagaría más por su taller fabuloso para garantizar una impedancia controlada, y si no puede adherirse estrictamente a todas las mejores prácticas para el diseño de alta velocidad, probablemente todavía estarás bien.

Moví la línea VBUS a la capa inferior y lejos de las líneas D+ D-.

Esto también será efectivo para reducir/eliminar la interferencia con las trazas de alta velocidad.

Sí, moví el VBUS al fondo lejos de D+/D- y ahora tengo las huellas de ID aproximadamente a 80 mil del par diferencial D+/D-. ¿Debería estar bien? Sé que dijiste que estaba ampliando las especificaciones de USB 2.0, pero puedo ejecutar las especificaciones de USB 1.0 para este proyecto en particular.
@AdamVadala-Roth, No es que esté ampliando las especificaciones de USB 2.0, pero está justo en el extremo inferior del rango donde debe comenzar a preocuparse por los problemas de la línea de transmisión en lugar de solo asegurarse de que los rastros se conecten.
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