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.

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

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.

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).

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

Posmotri tut High-speed USB Platform Design Guidlines

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.

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?

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?

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

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.

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?

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).

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.

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



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

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.

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.

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?

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.

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.

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

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.

А типоразмер не помните?

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

0402