Погана діаграма очей, з чого почати шукати?

Я намагаюся налагодити 100Mbit Ethernet плату, і я зіткнувся з проблемою, у мене виникають проблеми, намагаючись вирішити.

Це діаграма очей для пари передачі. Пара прийому дуже схожа. Це LAN8700 PHY, і в мене інтерфейс MII ефективно відключений, тому PHY передає послідовності коду IDLE. Він вимушений в 100Mbit / FDX відповідно до даних. 100Mbit / HDX ідентичний.

Виправлення: Дизайн використовує внутрішнє джерело живлення 1,887 LAN8700 для живлення своєї мережі VDD_CORE; Я, мабуть, плутав джерело логіки 1,8 В з джерелом VDD_CORE в попередньому описі. Мені здається, що шум від джерела живлення не є настільки високим імовірним, оскільки високий, нульовий і низький рівні насправді досить пристойний. Тобто, око не "скупиться". Той факт, що всі порушення виглядають як дуже хороші переходи, просто "перекошений" у часі, змушує мене думати, що проблема полягає у кристалі чи постачанні для драйвера кристала / PLL у PHY.

Якщо я дозволю діаграмі очей виконувати (приблизно 15 хв.), Порушення в масці «заповнюються» таким чином, що білі порушення, які ви бачите на малюнку, стають білими шавроновими (>) формами в правій частині синіх масок. Це дозволило б мені сказати, що помилки в часі більш-менш випадково розподіляються, а не якийсь дискретний шум, що підкреслює точну кількість часу.

Кристал, який використовує PHY, має характеристику 30 ppm, що знаходиться в межах 100ppm 802.3 специфікації, і навіть в межах 50ppm рекомендованих специфікацій, які PHY визначає. Я використовую завантажувальні конденсатори, які відповідають тому, що шукає кристал, і досить близький до того, що LAN8700 визначає як свою номінальну ємність.

Перш ніж я відключив інтерфейс MII, я побачив би помилки обрамлення (як повідомлялося в програмі ifconfig мого Linux). Немає помилок, якщо я примушую посилання на 10Mbit.

Однією з дуже дивних речей, які я помітив, є те, що якщо я встановив область дії для запуску сигналу RX_ER (помилка прийому) з PHY на MAC, він ніколи не сигналізує про помилку, хоча помилки кадру накопичуються у звітах про MAC. Тепер, прочитавши таблицю даних для PHY, зрозуміло, що насправді існує дуже мало ситуацій, коли RX_ER стверджував би, але мені дуже важко повірити, що з діаграмою очей, як я бачу помилки, насправді між PHY і MAC.

Я розумію основи очних діаграм, але я розглядаю деякі більш досвідчені плакати, сподіваючись, що вони зможуть поділитися частиною свого досвіду щодо перекладу конкретних порушень маскування очей на ймовірні джерела.

(відредагувати: додано схематичне, виправлено джерело живлення VDD_CORE)

Я бачу багато речей, які потенційно можуть спричинити проблеми з очною діаграмою, які ви бачите. Ніякого «пістолета для куріння», але деяких речей, які потенційно можуть зіпсувати речі.

На невикористаних штифтах RJ-45 та центральних кранах трансформатора у вас є 0,01 заглушки (C211, C212, C214 та C217). Я рекомендую скоротити ці шапки. Тут ви користуєтеся кришками незвично і може спричинити проблеми пізніше, хоча вони навряд чи спричинять проблеми із діаграмою очей у вас. Як я можу сказати, єдина причина мати ці обмеження - це схема блокування постійного струму, коли хтось використовує нестандартну схему харчування над Ethernet. Стандартний POE не потребує цього захисту, і оскільки стандарт POE зараз "старий", ви навряд чи зможете зіткнутися з обладнанням, що не відповідає POE.

Зніміть кришки C19 і C25, 10 пФ на резисторах Ethernet. Це занадто мало і занадто далеко від будь-якого критичного, щоб бути корисним.

Змініть C18 і C24, 0,01 мкм на верхній термінальний резистор Ethernet, щонайменше, на 0,1 uF. Можна навіть спробувати 4,7 мкФ. "Силова рейка", яку ці ковпачки роз'єднують, повинна бути досить стабільною, і може виникнути дивовижна кількість струму, що протікає через резистори закінчення. Якщо L4 / L5 занадто сильно обмежує потік струму, а кришки не займають слабкість, то у вас можуть виникнути помилки в даних.

Видаліть C16, C17, C22 та C23 - усі 10 pF-шапки на лініях даних Ethernet. Єдиною причиною цього є фільтрування EMI і вони не потрібні для налагодження. Видаліть їх, щоб переконатися, що вони не викликають інших проблем. Ви завжди можете їх повернути пізніше, якщо вам потрібно.

Змініть C20 і C21, 0,022 заглушки на центральних кранах трансформатора, принаймні на 0,1 uF. 1,0 UF може бути також добре спробувати. Ця лінія може бути занадто звисаючою, враховуючи резистор 10 Ом і L4 / L5. Ви навіть можете скоротити це до VCC для налагодження. Єдина причина для резистора (і в меншій мірі ковпачок) - це фільтрування EMI. При повторному віджиманні друкованої плати слід підключити 10 Ом резисторів безпосередньо до VDD33, а не через L4 / L5. Резистор 10 Ом і L4 / L5 є зайвими. Перейшовши безпосередньо до VDD33, ви можете запобігти впорскуванню шуму в термінальні резистори, а також полегшує оптимізацію фільтрації в цій області.

Вам знадобиться більше ковпачків на штифті VDDIO або скоротити намистину. Цей штифт забезпечує живлення безлічі штифтів вводу / виводу і матиме багато струму на ньому. Якщо він голодує через LC-фільтр (бісер + 0,4 мкФ), у вас буде багато одночасного перемикання шуму на штифтах вводу / виводу. Це насправді спричинить більше шуму, ніж те, що ви фільтруєте за допомогою цього бісеру. Навіть можливо, що цей шум підводить його до виходів Ethernet.

Переконайтеся, що у вас є правильні виводи на трансформаторі. Хоча малоймовірно, можливо поміняти центральний кран та інший штифт. Варто витратити 5 хвилин на перевірку речей. З цього питання також переконайтеся, що виключаються LAN8700.

Якщо нічого з цього не покращує, то отримати 25-МГц метал може осцилятор і замінити ваш кристал. Я бачив, як кришталеві ланцюги роблять дивні речі, тож якщо тільки для душевного спокою, варто зламати ваш прототип дошки, щоб переконатися, що ваш клік стабільний.

Це все, що я бачу на даний момент. Сподіваюся, це допомагає!

Мої 2 копійки: я погоджуюся з вашою рекомендацією вибрати правильний кристалічний генератор на 25 МГц. Я використовував DP83865DVH NSC в режимі 1 Гбіт, і коли він потрапив у нестабільний стан на довгому тестовому кабелі ("спеціальний" неякісний 5 кіт і близько 110 м), заміна XTAL зробила велику різницю. Схема стала дуже стабільною, і ціна такого "поліпшення" становить ~ 10 копійок.