Диференціальна довжина пари USB

12

Я маршрутизую плату, яка використовує з'єднання USB. Сліди диференціальної пари знаходяться на відстані 10 міль один від одного, і вони приблизно на 1 мм різної довжини. Це буде проблема? Яка рекомендована максимальна різниця в довжині та мінімальна відстань між ними?

usb high-speed differential

— mFeinstein
джерело

1

Яку швидкість (и) потрібно підтримувати?

— Трейд Дейва

1

Я публікував це раніше, але не можу його знайти. У цьому дописі в блозі ви можете знайти нано секунди для завантаження (у вакуумі): blog.jgc.org/2012/10/a-downloadable-nanosecond.html . Одна наносекунда означає 1 ГГц.

— jippie

Повна швидкість або висока швидкість USB 2.0?

— Turbo J

@TurboJ USB 2.0 Full Speed

— mFeinstein

Як довго залишаються сліди? Якщо дуже короткий, то вам дійсно не потрібно турбуватися про імпеданс чи відповідність чому-небудь. Хорошим правилом є те, якщо довжина хвилі (період) бітів на 12 разів більше, ніж ваш слід, то не потрібно нічого турбуватися.

— Майкл Фокс

20

Незважаючи на те, що довжина та імпеданс важливі, 1 мм різниці довжини жодним чином не вплине на продуктивність вашої системи, навіть для високошвидкісних usb-2.0.

Від специфікації USB:

7.1.3 Нахил кабелю
Максимальний нахил, введений кабелем між парою диференціальної сигналізації (тобто, D + і D- (TSKEW)), повинен бути менше 100 пс і вимірюється, як описано в розділі 6.7.

Якщо припустити ідеальну швидкість поширення (тобто С, швидкість світла), диференціальна довжина ~ 2,99 см призведе до перекосу в 100 пс. Таким чином, ваш 1 мм різниці довжини сліду не буде проблемою.

Додано: На реальній друкованій платі ваші сигнали рухаються повільніше, ніж швидкість світла. Для смугової лінії (внутрішнього шару) ви розділяєте швидкість світла у вакуумі на квадратний корінь відносної діелектричної постійної (e_r). Так приблизно на половину швидкості. Це означає, що 100ps більше нагадує 15мм. Для зовнішніх шарів швидкість трохи вище (близько 10%).

— Коннор Вольф
джерело

Додано трохи про швидкість поширення на реальній друкованій платі.

— Рольф Остергаард

1

@RolfOstergaard - це справді має бути ваша відповідь, а не редагування.

— Кріс Страттон

@ChrisStratton Ну ... ConnorWolf мене побив, коли він дав гідну відповідь, яка вже була прийнята. Тож найкраще, що я міг зробити, це зробити його трохи кориснішим для тих, хто не живе у вакуумі :-) Сподіваюся, що це нормально?

— Рольф Остергаард

1

Ні це не так. Ви не можете скористатися редагуванням, щоб вставити свої власні ідеї у чужу вже прийняту, високообосновану відповідь. Якщо ви хочете вказати на проблему з відповіддю, ви робите це в коментарі. Або ви публікуєте власну альтернативу, яка окремо оцінюється шляхом власного голосування.

— Кріс Страттон

Якщо чесно, це мене не так турбувало, але тоді я здогадуюсь, що я з цього виграю найбільше. Я, мабуть, мав би здійснити пошук справжніх швидкостей поширення PCB в моїй оригінальній відповіді.

— Коннор Вольф

5

Сама по собі важлива не відстань. Саме імпеданс лінії смуги або мікросмужки має значення. Використовуйте будь-який калькулятор у вашому програмному забезпеченні CAD або в Інтернеті, щоб отримати 90 Ом. Імпеданс залежить від відстані слідів та їх висоти над площиною землі. Зразок калькулятора є на очній машині .

Різниця в 1 мм прекрасна, якщо ви не використовуєте SuperSpeed USB 3.0.

— Брайан Карлтон
джерело

Чи знаєте ви, як це зробити в Altium?

— mFeinstein

1

@mFeinstein - в схемі задайте пару D + / D- як диференційні лінії, а в редакторі друкованої плати встановіть правила для диференціальних пар. Ви можете вказати максимальну нерозв’язану відстань, номінальний опір та максимальну різницю довжини.

— Коннор Вольф

1

@mFeinstein - Документація Altium про маршрутизацію різних пар: wiki.altium.com/display/ADOH/…

— Коннор Вольф,

3

Найважливішим фактором маршрутизації розрізної пари в USB є імпеданс. Це пов'язано не з довжиною, а з геометрією слідів, що стосуються один одного та дошки.

Хороша довідка щодо цього для USB робить Intel:

Правила дизайну високої швидкості USB

Витяг:

3.4 Високошвидкісна USB-довжина сліду

Використовуйте наступні вказівки щодо відповідності довжини слідів.

Високошвидкісні сліди USB-сигналу повинні відповідати довжині слідів. Максимальна невідповідність сліду між парами високошвидкісних USB-сигналів (наприклад, DM1 і DP1) не повинна перевищувати 150 миль.

— Густаво Литовський
джерело

2

З попереднього досвіду, повна швидкість USB 2.0 (12 Мбіт / с) може пережити різницю в 1 мм (наскільки я пам’ятаю, це потрібно для роз'єму USB-B, як я пам'ятаю).

2.0 Висока швидкість і 3.0 можуть / будуть різними / більш характерними.

— CoderTao
джерело