1. Απαιτήσεις καλωδίωσης σήματος δικτύου
Όπως και το καλώδιο δικτύου UTP CAT5e που χρησιμοποιείται συνήθως στην επικοινωνία δικτύου, έχει σύνθετη αντίσταση 100 ohms σε συχνότητα 1Mhz-100Mhz. Επομένως, για να αποκτηθούν καλύτερα χαρακτηριστικά μετάδοσης σήματος, κάθε ζεύγος γραμμών διαφορικού σήματος στο PCB πρέπει να σχεδιαστεί/παραχθεί με σύνθετη αντίσταση 100 ohms. . Για παράδειγμα, στο ESMARC EVB V5.0, το πλάτος γραμμής κάθε ζεύγους γραμμών διαφορικού σήματος δικτύου είναι 7 mil και η απόσταση γραμμής είναι 8 mil. Στην τεκμηρίωση/ταχυδρομείο επεξεργασίας και παραγωγής PCB, προτείνονται οι απαιτήσεις σύνθετης αντίστασης: (πλάτος γραμμής-διάστημα γραμμής-πλάτος γραμμής) 7mil-8mil-7mil, σύνθετη αντίσταση 100 ohms. Υπό κανονικές συνθήκες, ο κατασκευαστής PCB θα προσαρμόσει ξανά το φύλλο χαλκού σύμφωνα με τις απαιτήσεις σας, έτσι ώστε η σύνθετη αντίσταση της γραμμής σήματος να είναι εντός +/-10 της απαιτούμενης τιμής για την κάλυψη των απαιτήσεων.
Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι η διαφορά φάσης σήματος στη γραμμή διαφορικού σήματος υψηλής συχνότητας είναι αρκετά μικρή, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι το μήκος κάθε ζεύγους γραμμών διαφορικού σήματος είναι όσο το δυνατόν το ίδιο ή να ελέγξετε το μέγιστο μήκος διαφοράς γραμμής . Για γραμμές σήματος επικοινωνίας δικτύου, η μέγιστη διαφορά μήκους των γραμμών σήματος θα πρέπει να ελέγχεται εντός +/-25 mil. Για ένα δίκτυο 10Mbps/100Mbps, οι γραμμές επικοινωνίας TX και RX είναι σχετικά ανεξάρτητες, επομένως το μήκος των διαφορικών γραμμών TX και RX μπορεί να ελεγχθεί χωριστά. Για ένα δίκτυο 1000 Mbps, τα 4 ζεύγη διαφορικών σημάτων του πρέπει να μεταδίδουν δεδομένα ταυτόχρονα. Επομένως, για την καλωδίωση μιας διεπαφής δικτύου 1000 Mbps, δεν είναι απαραίτητο μόνο ο έλεγχος της διαφοράς μήκους γραμμής κάθε ζεύγους διαφορικών γραμμών, αλλά και ο έλεγχος της διαφοράς μεταξύ των 4 ζευγών διαφορικών γραμμών. Η διαφορά μήκους γραμμής. Η απόσταση γραμμής κάθε ζεύγους γραμμών διαφορικού σήματος πρέπει να είναι μεγαλύτερη από/ίση με το πλάτος γραμμής κάθε γραμμής σήματος για να πληρούνται οι απαιτήσεις EMI της πλακέτας κυκλώματος. Για παράδειγμα, στο ESMARC EVB V5.0, το πλάτος γραμμής της γραμμής σήματος δικτύου είναι 7 mil και η απόσταση γραμμής της διαφορικής γραμμής είναι 8 mil.
Παρακάτω, πάρτε ως παράδειγμα τον πίνακα αξιολόγησης ESMARC EVB V5.0 για να το δείξετε.
(Εικόνα 1) (Εικόνα 2)
Το σχήμα 1 είναι η δρομολόγηση PCB της διεπαφής δικτύου CN8-1 1000Mbps και η Εικόνα 2 είναι η δρομολόγηση PCB της διεπαφής δικτύου CN8-2 10Mbps/1000Mbps. Μπορεί να φανεί καθαρά από το σχήμα ότι κάθε ζεύγος γραμμών διαφορικού σήματος είναι καλωδιωμένο σύμφωνα με τις απαιτήσεις διαφορικής καλωδίωσης.
(Εικόνα 3)
Το σχήμα 3 είναι η τιμή παραμέτρου του μήκους ίχνους της διεπαφής δικτύου 1000 Mbps (CN8-1). Αυτή η παράμετρος βρίσκεται στο εργαλείο EDA. Στο παραπάνω σχήμα, το NET1_TX είναι 1000M_D0, το NET1_RX είναι 1000M_D1, συν 1000M_D2 και 1000M_D3 μέσω της αντίστασης βραχυκυκλωτήρα σήματος, οι οποίες μαζί σχηματίζουν 4 ζεύγη γραμμών διαφορικού σήματος για τη διεπαφή δικτύου 1000Mbps.
Στη σχεδίαση διάταξης PCB, οι αντιστάσεις βραχυκυκλωτήρα σχεδιάζονται μεταξύ των γραμμών διαφορικού σήματος 1000M_D2, 1000M_D3 και των ακίδων σήματος της μητρικής πλακέτας. Υπάρχει ένα μήκος γραμμής σήματος περίπου 400 mil ανάμεσά τους, επομένως η διαφορά στο μήκος των τεσσάρων ζευγών γραμμών διαφορικού σήματος είναι σχετικά μικρή. Μπορεί βασικά να καλύψει τις απαιτήσεις επικοινωνίας σε περιβάλλον 1000Mbps.
(Εικόνα 4)
Το σχήμα 4 είναι η τιμή της παραμέτρου μήκους ίχνους 10Mbps/100Mbps (CN8-2). Από τις παραμέτρους φαίνεται ότι για μια διεπαφή δικτύου 100 Mbps, τα δύο ζεύγη μηκών γραμμής διαφορικού σήματος, TX και RX, είναι ανεξάρτητα και ελέγχουν τα μήκη γραμμής αντίστοιχα.
(Εικόνα 5)
Στο σχήμα 5 φαίνεται το ζεύγος των γραμμών διαφορικού σήματος 100M_NET2_RX. Η διαφορά μήκους μεταξύ των δύο γραμμών σήματος του (100M_TPRX2+, 100M_TPRX2-) είναι περίπου 20 mils, γεγονός που πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού της διαφορικής δρομολόγησης για επικοινωνία δικτύου.
Εκτός από τη δρομολόγηση σύμφωνα με τις διαφορικές απαιτήσεις και τον έλεγχο μήκους γραμμής PCB, είναι επίσης απαραίτητο να σημειωθεί ότι μετά την αποφόρτιση της γραμμής σήματος από τη θύρα, οι δύο γραμμές σήματος θα πρέπει να αντιμετωπίζονται με ίσο μήκος όσο το δυνατόν συντομότερα. Οπως φαίνεται παρακάτω:
Στο Σχήμα 6, η έξοδος της γραμμής διαφορικού σήματος είναι συμμετρική, επομένως μετά την έξοδο, μπορείτε να ακολουθήσετε απευθείας τη δρομολόγηση διαφορικού. Στο Σχήμα 7, δεδομένου ότι η γραμμή διαφορικού σήματος είναι ασύμμετρη, μετά τη χάραξη της γραμμής, η γραμμή σήματος θα πρέπει να εξισωθεί όσο το δυνατόν νωρίτερα και στη συνέχεια να δρομολογηθεί η κανονική γραμμή σήματος διαφορικού.
2. Προστασία ESD των θυρών δικτύου
Λόγω της ιδιαιτερότητας των εφαρμογών δικτύου, οι θύρες δικτύου παρεμβάλλονται εύκολα από εξωτερικά σήματα, επομένως το σήμα δικτύου του συστήματος πρέπει να περάσει από έναν μετασχηματιστή δικτύου 1:1 για να μπορέσει να συνδεθεί στην υποδοχή RJ45, όπως η ενοποίηση που χρησιμοποιεί η Intron Διεπαφή δικτύου 10Mbps/100Mbps HR871181A, 1000Mbps διεπαφή δικτύου HR851178C, υπάρχει εσωτερικός μετασχηματιστής απομόνωσης δικτύου 1:1 και πηνίο επαγωγής κοινής λειτουργίας (όπως φαίνεται στο σχήμα 8), το οποίο μπορεί αποτελεσματικά να αποτρέψει τα σήματα παρεμβολής κοινού τρόπου λειτουργίας στη γραμμή επικοινωνίας και στη ταυτόχρονα Αποτρέψτε το σήμα παρεμβολής DC να καταστρέψει τη μονάδα δίσκου δικτύου του συστήματος.
Επιπλέον, για να βελτιώσετε περαιτέρω τα χαρακτηριστικά ESD της θύρας δικτύου, μπορείτε να σχεδιάσετε μια ειδική συσκευή προστασίας ESD και στη σχεδίαση PCB, η συσκευή προστασίας ESD θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στο pin pad της θύρας δικτύου RJ45 . Οπως φαίνεται παρακάτω:
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 9, η ειδική συσκευή προστασίας ESD για τη θύρα δικτύου βρίσκεται στην πλακέτα PCB, κοντά στο καλώδιο της θύρας δικτύου RJ45. Το σχήμα 10 δείχνει τη συσκευή προστασίας ESD που έχει σχεδιαστεί για θύρες δικτύου στο κύκλωμα ESMARC EVB.
Τέλος, για την πρίζα δικτύου RJ45 με μεταλλικό κέλυφος, συνιστάται η σύνδεση του μεταλλικού κελύφους σε ένα αξιόπιστο και ασφαλές σημείο γείωσης στο σημείο εγκατάστασης της συσκευής. Εάν η αξιοπιστία της επιτόπιας γείωσης ασφαλείας δεν μπορεί να εγγυηθεί, συνιστάται η σύνδεση του μεταλλικού κελύφους του RJ45 στο επίπεδο γείωσης της πλακέτας μέσω ενός πυκνωτή υψηλής τάσης (όπως 102M/1KV), όπως στην επεξεργασία της ESMARC EVB.
