網(wǎng)口模塊的組成主要包括了:RJ45網(wǎng)口、變壓器、PHY芯片及主芯片;還有一種RJ45與變壓器進(jìn)行了集成,分別如圖1、圖2所示;
圖1 網(wǎng)口模塊組成-RJ45與變壓器未集成
圖2 網(wǎng)口模塊組成-RJ45與變壓器集成
我們常見的網(wǎng)口有百兆網(wǎng)口和千兆網(wǎng)口,他們的區(qū)別在于百兆網(wǎng)口只有兩對差分,一對收,一對發(fā),另外四根是備用的;千兆網(wǎng)口有四對差分,兩對收,兩對發(fā),如圖3所示,可以了解其對應(yīng)的管腳定義。
圖3 百兆網(wǎng)口接口管腳定義
1、網(wǎng)口模塊的PCB設(shè)計(jì)布局注意事項(xiàng):
1.1 RJ45和變壓器之間的距離盡可能的短,器件布局的原則是通常按照信號流向放置,切不可繞來繞去;以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換芯片和變壓器之間的距離應(yīng)盡可能短,一般不超過5inch。
1.2 復(fù)位電路信號應(yīng)當(dāng)盡可能的靠近以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換芯片,并且若可能的話應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離TX、RX和時(shí)鐘信號。
1.3 時(shí)鐘電路應(yīng)當(dāng)盡可能的靠近以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換芯片,遠(yuǎn)離電路板邊緣、其他高頻信號、I/O端口、走線或磁性元件周圍??傮w布局要求,如圖4所示。
圖4 網(wǎng)口模塊的布局總體要求
1.4 連接變壓器上的交流端接電阻靠近變壓器放置,如圖5所示。
圖5 變壓器交流端接電阻的擺放
2、網(wǎng)口模塊的PCB設(shè)計(jì)布線注意事項(xiàng):
2.1 網(wǎng)口的差分盡量走表底層,差分對之間的間距至少4W以上,由于管腳分布、過孔、以及走線空間等因素存在,使得差分線長度不匹配,時(shí)序會(huì)發(fā)生偏移,還會(huì)引入共模干擾,降低信號質(zhì)量,因此差分對內(nèi)的等長約束為5mil,差分對之間不用進(jìn)行等長,等長時(shí)注意符合差分等長規(guī)則,如圖6所示
圖6 差分等長要求
2.2 RJ45接口區(qū)域:內(nèi)部所有層挖空處理。如圖7所示,RJ45接口的G1,G2,G3和G4管腳的走線至少需要加粗至1mm以上,跨接電感和電容靠近接口放置,旁邊多打地過孔。如圖8所示。
圖7 接口挖空示意圖
圖8 跨接電感走線示意圖
2.3?變壓器的處理
變壓器所有層挖空(只挖一半,另一半鋪銅處理,均勻的打上地過孔,建議間隔50mil一個(gè)),變壓器到接口部分不用控阻抗,走線加粗處理;變壓器到PHY芯片差分走線,控制100ohm差分阻抗。如圖9所示。
圖9 網(wǎng)口和變壓器挖示意圖
2.4?變壓器區(qū)域除差分信號外其他信號
走線都加粗到20mil以上,變壓器地網(wǎng)絡(luò)的回流通過粗線連接起來。如圖10所示。
圖10 變壓器走線示意圖
2.5 以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換芯片的處理
以太網(wǎng)芯片到CPU的RGMII接口線的發(fā)送部分和接收部分要分開布線,不要將接收和發(fā)送網(wǎng)絡(luò)混合布線,線與線之間需要滿足3W,發(fā)送和接收總線分別進(jìn)行等長,等長范圍100mil,如圖11所示。
圖11 接收和發(fā)送走線示意圖
其他布線要求:25M晶振下面不能走其他信號線,時(shí)鐘線不用走在RJ45座子下面,復(fù)位信號的布線滿足3W要求。