трассировка USB Опции

[bms]

Как правильно трассировть USB-линии данных?
Какое дифф. волновое сопротивление нужно обеспечить?
Есть какие-либо тонкости в трассировке, если USB-микроконтроллер стоит далеко от входного разъёма (длины трас судя по всему будут на уровне 30 см - короче не получается)?

Заранее благодарен.

[Uree]

В доке на контроллер должны быть написаны требования к эти сигналам. Насколько я помню дифф. сопротивление для USB должно быть 90 Ом

[Gate]

Трассировать надо дифпарой (согласование длин), 90 ом+- 10%. Насколько я помню стандарт, не рекомендуется делать длину от пинов до разъема более 4 дюймов, так что насчет 30 см могут быть проблемы. Еще ставится требование на зазор между этой дифпарой и др. сигналами, точно не помню, вроде не менее 200 mil.
USB я так понимаю 2.0 ?

[bms]

Трассировать надо дифпарой (согласование длин), 90 ом+- 10%. Насколько я помню стандарт, не рекомендуется делать длину от пинов до разъема более 4 дюймов, так что насчет 30 см могут быть проблемы. Еще ставится требование на зазор между этой дифпарой и др. сигналами, точно не помню, вроде не менее 200 mil.
USB я так понимаю 2.0 ?

Да, USB 2.0
А с чем связана длина от пинов до разъёма 4 дюйма? Ведь кабель сам по себе гораздо длиннее.
Нет ли каких либо документов на эту тему? А то что-то в описании USB контроллера (CY7C68013A-128AC) толком ничего не написано.

[Gate]

Да, USB 2.0
А с чем связана длина от пинов до разъёма 4 дюйма? Ведь кабель сам по себе гораздо длиннее.
Нет ли каких либо документов на эту тему? А то что-то в описании USB контроллера (CY7C68013A-128AC) толком ничего не написано.

На сайте сайпреса есть дополнительная документация по FX2 - там все это описано. Я, когда ставил 68013, читал:
"EZ-USB FX2™ PCB Design Recommendations"
"High-speed USB PCB Layout Recommendations"
Если не сможете найти, напишите, я выложу. Рекомендую скачать и ознакомится со всеми доками с сайта, их около десятка, и они все полезны (особенно при программировании gpif).

[vm1]

Да, USB 2.0
А с чем связана длина от пинов до разъёма 4 дюйма? Ведь кабель сам по себе гораздо длиннее.
Нет ли каких либо документов на эту тему? А то что-то в описании USB контроллера (CY7C68013A-128AC) толком ничего не написано.

Либо они на столько укоротили согласованный кабель,
либо, что более вероятно,
это максимальная длинна несогласованной части линии связи.

[Kiwi]

Posmotri tut High-speed USB Platform Design Guidlines

Прикрепленные файлы

 hs_usb_pdg_r1_0.pdf ( 297.55 килобайт ) Кол-во скачиваний: 564

 

[bms]

Всем спасибо.
Ну с трассировкой почти всё более менее ясно...
Есть правда такой ещё вопрос - на некоторых схемах вижу подключение USB-земли и USB-питания
напрямую к слоям питания и земли соответственно, а на некоторых тоже самое - но через через ферритовые бусинки.
В случае подключения через бусинки цепи по переменному току рвутся - получается, что дифф. пара как вроде подвешивается в воздухе.
В тоже время в рекомендациях пишут чтобы дифф. пара разводилась над сплошным слоем земли, но бусинка ведь по сути рвёт это дело (кабель - слои питания) по переменному току.
В этом случае как быть с постоянством волнового сопротивления? И где правда - нужны бусинки или нет?

[Aryel]

Всем спасибо.
Ну с трассировкой почти всё более менее ясно...
Есть правда такой ещё вопрос - на некоторых схемах вижу подключение USB-земли и USB-питания
напрямую к слоям питания и земли соответственно, а на некоторых тоже самое - но через через ферритовые бусинки.
В случае подключения через бусинки цепи по переменному току рвутся - получается, что дифф. пара как вроде подвешивается в воздухе.
В тоже время в рекомендациях пишут чтобы дифф. пара разводилась над сплошным слоем земли, но бусинка ведь по сути рвёт это дело (кабель - слои питания) по переменному току.
В этом случае как быть с постоянством волнового сопротивления? И где правда - нужны бусинки или нет?

Бусинки необходимы для разделения между сигнальной землей и SHASSIC GND, то есть чтобы оплетка кабеля USB не превратилась в антенну, излучающую шумы от сигнальной земли.
Постоянство волнового сопротивления при этом не нарушается, потому что сигнал дифференциальный, значит земля ему не нужна, а кроме того оплетка внутри кабеля USB не соеденена с сигнальным GND.

[taa_]

Допустим, есть плата, работающая в условиях промышленных помех. На плате стоит контроллер, соединенный с гнездом USB. В чем особенность трассировки и схемотехники связки ""USB-контроллер"? Про резисторы по 91 Ом я уяснил, также ставлю стабилитроны на 3,6B. А как быть с корпусом USB-гнезда? Должно ли оно быть подсоединено к общему проводу схемы, реализованной на плате или же оно должно быть каким-то образом соединено с корпусом устройства, чтобы быть заземленным?

[Gorby]

Допустим, есть плата, работающая в условиях промышленных помех. На плате стоит контроллер, соединенный с гнездом USB.

За "плата, работающая в условиях промышленных помех" и имеющую USB, Проектировщика гнать поганой метлой.
Или наградить? Работает же...

[taa_]

За "плата, работающая в условиях промышленных помех" и имеющую USB, Проектировщика гнать поганой метлой.
Или наградить? Работает же...

ТЗ есть ТЗ, однако. Или, хотите сказать, задание невыполнимо?

[aaarrr]

Про резисторы по 91 Ом я уяснил, также ставлю стабилитроны на 3,6B.

Можно уточнить, где и с какой целью ставятся резисторы на 91Ом и уж тем паче стабилитроны на 3.6В?

[taa_]

Можно уточнить, где и с какой целью ставятся резисторы на 91Ом и уж тем паче стабилитроны на 3.6В?

В доке на контроллер должны быть написаны требования к эти сигналам. Насколько я помню дифф. сопротивление для USB должно быть 90 Ом

[EvilWrecker]

За "плата, работающая в условиях промышленных помех" и имеющую USB, Проектировщика гнать поганой метлой.

Той метлой надо гнать вас и остальных кто насаждает "знание" о том будто усб это какой-то кривой интерфейс. Замечательно работает и в промышленных и военных девайсах.

Про резисторы по 91 Ом я уяснил

Какая связь в данном конкретном случае между этим номиналом и требованиям по разводке диффпар?

И как выглядит цепочка от разъема до контроллера, что там стоит? Может есть даже скриншот этого участка платы?

[_4afc_]

Землю рвать можно в режиме HS т.к. там реальная диф пара. В режиме FS сигналы идут в противофазе через землю, но со скоростью 12МГц, так что если бусина имеет малое сопротивление на частотах до 18 или 30 МГц - сигнал пройдёт.

Бусинки по земле помагают если у вас кроме USB есть ещё кабели к устройству. Если это единственный кабель - можно не ставить.

В разводке на 480МГц накосячить сложно, но можно всё загубить кварцем с ppm более рекомендованных 100 (которые надо мерять не доверяя даташиту на кварц).

[bloody-wolf]

кто сказал, что для дифпары не нужна земля? скажите это в хайспиде - вас камнями закидают.

Как правильно трассировть USB-линии данных?
Какое дифф. волновое сопротивление нужно обеспечить?
Есть какие-либо тонкости в трассировке, если USB-микроконтроллер стоит далеко от входного разъёма (длины трас судя по всему будут на уровне 30 см - короче не получается)?


Основное требование юсб2.0 - 90 ом диф.пара, и суммарный перекос пары не более 100пс для 480мбс. 30см по плате это ни о чем. работать будет.
повторюсь - крайне настоятельно рекомендую иметь! и иметь неразрывный! опорный слой под всей диф.парой.
Можно в диф.пару поставить ACM2012-900-2P, это если по уму. или резисторы 0402 по 22 ома., GND - напрямую на землю, VBUS через FB, например MPZ1608S221A, корпус - я бы соединял через 1мегом и 10нФ.

[_4afc_]

кто сказал, что для дифпары не нужна земля? скажите это в хайспиде - вас камнями закидают.

У меня земля подключена через BLM18SG331 имеющую на 240МГц сопротивление 378Ом, хотите сказать что дифпары через эту землю передают ВЧ?

Можно в диф.пару поставить ACM2012-900-2P, это если по уму. или резисторы 0402 по 22 ома., GND - напрямую на землю, VBUS через FB, например MPZ1608S221A, корпус - я бы соединял через 1мегом и 10нФ.

Диодную сборку забыли типа USBLC6, если питание только от USB.

[Tosha1984]

У меня земля подключена через BLM18SG331 имеющую на 240МГц сопротивление 378Ом, хотите сказать что дифпары через эту землю передают ВЧ?

Конечно, просто у Вас один из двух случаев (или оба сразу)
1) Обратный ток возвращается по какому-то другому пути. Не зная специфики платы не могу сказать где - возможно через Stray Capacitance между слоями земли/питания, или через шасси, или еще как-то - в общем по пути наименьшего импеданса. Попутно у Вас порождается Loop Anntena, которая излучает и ловит, искажение импеданса и прочие ништяки.
2) Гармоники в определенной полосе - завалены (точнее там прыгает земля на этих частотах, что по сути одно и тоже).
Впрочем наличие первого и второго не означает что работать не будет, так как спектр сигнала распространяется примерно от НЧ (я не знаю какая там кодировка в USB - ну пусть условно от 50М) до 850МГц. Это означает немного другое.
У меня как-то Infiniband FDR (14 GBps) поднимался через поврежденный конденсатор. Просто очень плохо работал. Я долго ломал голову почему, а потом перевернул плату - и тельце конденсатора выпало, а терминалы остались.

Вообще это конечно ОЧЕНЬ странное решение ставить фильтры на Найквист на обратном пути. Это очень плохой фэн-шуй.

Я допускаю что возможно я чего-то не знаю и драйверы USB такие же как например у CAN, где L проводник является возвратом для H, но что-то подсказывает мне что это не так.

Сообщение отредактировал Tosha1984 - Nov 17 2017, 14:54

[EvilWrecker]

У меня как-то Infiniband FDR (14 GBps) поднимался через поврежденный конденсатор. Просто очень плохо работал. Я долго ломал голову почему, а потом перевернул плату - и тельце конденсатора выпало, а терминалы остались.

Я правильно понимаю, речь идет о dielectric crack? Но зная конструкцию керамической банки, сложно представить что вызвало повреждение в районе электродов и при этом не было вибрацией/деформацией борды. Термоудар? Кто-то руками махнул?

Без скручивания, термоударов и пр. получал повреждения конденсаторов на дизайнах с Thunderbolt и PCIe Gen 3: люди перестарались с геометрией радиатора, либо били при его установке- часто с отрывом пада. Но чтобы ломалось по электродам и с обеих сторон- такого не видел ни разу в жизни.

[Tosha1984]

Я правильно понимаю, речь идет о dielectric crack? Но зная конструкцию керамической банки, сложно представить что вызвало повреждение в районе электродов и при этом не было вибрацией/деформацией борды. Термоудар? Кто-то руками махнул?

Да мне если честно не до выяснения было. Да и там повеселее были приколы - типа оторванных чипов с платы, одинаковых мак-адресов зашитых в разные платы и прочего подобного. Так что на общем фоне развалившийся конденсатор на одной плате - это ерунда.

[EvilWrecker]

Да мне если честно не до выяснения было. Да и там повеселее были приколы - типа оторванных чипов с платы, одинаковых мак-адресов зашитых в разные платы и прочего подобного. Так что на общем фоне развалившийся конденсатор на одной плате - это ерунда.

Ну не знаю- тут имхо как минимум интересно знать причину на будущее, для общего развития: смахнуть чипы или криво их прошить много ума не надо, а вот сломать мелкую банку прямо по выводам насквозь, да так чтобы еще сигнал худо бедно проходил, и чтобы диэлектрик вываливался именно вертикально- это надо постараться. Да и керамика ломается с отслоениями, по границе сразу видно что все пропало- а тут видимо ювелирная работа

А выводы целиком остались или по частям?

[Tosha1984]

Ну не знаю- тут имхо как минимум интересно знать причину на будущее, для общего развития: смахнуть чипы или криво их прошить много ума не надо, а вот сломать мелкую банку прямо по выводам насквозь, да так чтобы еще сигнал худо бедно проходил, и чтобы диэлектрик вываливался именно вертикально- это надо постараться. Да и керамика ломается с отслоениями, по границе сразу видно что все пропало- а тут видимо ювелирная работа

А выводы целиком остались или по частям?

Вот таких деталей я уже не помню - это было 3-4 года назад уже.
Я этому тогда гораздо меньше внимания придал, чем Вы сейчас .
Заменил кап, проверил что помогло, поставил плату в шасси и взял следующую. Ну просто всего было около 300 матерей матерей, которые аврально нужно было проверить и поставить в стойку.

Сообщение отредактировал Tosha1984 - Nov 18 2017, 09:18

[Владимир]

Такое у нас было, когда платы еще лаком не покрыты.

Небрежное обращение. Механическое повреждение. Задели при укладке конденсатором за острый край. Он вроде на месте остался, но микротрещины образовались.
Ровно 2 года назад тоже пришлось искать.
Сам повредил, а даже вспомнил когда.

[EvilWrecker]

Вот таких деталей я уже не помню - это было 3-4 года назад уже.Я этому тогда гораздо меньше внимания придал, чем Вы сейчас

С моей стороны можно сказать сугубо академический интерес - вдруг чего не знаю

Заменил кап, проверил что помогло, поставил плату в шасси и взял следующую. Ну просто всего было около 300 матерей матерей, которые аврально нужно было проверить и поставить в стойку.

Ну в Ваших платах искать такое конечно затея не для малодушных - хотя учитывая сколько можно потерять времени/денег на реворки из-за какой-то там банки, то наверно это оправданно.

Небрежное обращение. Механическое повреждение. Задели при укладке конденсатором за острый край. Он вроде на месте остался, но микротрещины образовались.

А типоразмер не помните?

[Tosha1984]

А типоразмер не помните?

Помню конечно - 0402.
Ой, пардоньте - это был не мне вопрос.

Сообщение отредактировал Tosha1984 - Nov 18 2017, 09:40

[EvilWrecker]

Помню конечно - 0402.
Ой, пардоньте - это был не мне вопрос.

Да ничего страшного- про Ваш случай тоже интересно хоть что-то узнать: в смысле, не похороненное временем

[Владимир]

А типоразмер не помните?

0402