吴青青-第一次-USB模块的PCB设计作业

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一．USB接口定义

USB:通用串行总线的缩写，是连接外部装置的串行总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范。USB接口标准经历了一代USB、USB2.0、USB3.0。每一代USB接口根据支持设备的特点又细分为USB Type A/B/C,mini。

二．USB模块常规分类

1. USB2.0接口传播速度高达480Mbps；USB3.0最大传输带宽高达5Gbps，引入全双工数据传输，可同步全速进行读写操作，5根线有2根用于接收数据，2根用来发送数据，1根地线；USB TYPE-C接口的优点更快地传输速度，105Gbps，可双面插入。

三．USB常见管脚定义

1. USB2.0管脚定义：pin1为VBUS（电源+5V），pin2为DATA-（数据-），pin3为DATA+（数据+），pin4为GND(地)。

2. USB3.0管脚定义：pin1为VBUS，pin2为D-，pin3为D+，pin4为GND，一对发送数据差分线，一对接收数据差分线，GND。

3. 6对差分数据线，VBUS，GND，CC1,CC2。

四．USB模块布局布线内容分析

1. USB2.0接口布局布线要求：

（1）USB接口靠近板边放置，并伸出板边一定位置，方便插拔。（伸出0.3mm的距离）

（2）串接阻容、ESD器件靠近USB接口，ESD与USB间距1.5mm。（考虑后焊）。

注意走线要经过ESD器件后出线，经过ESD器件后再打孔换层。

（3）布局时，使差分线路最短。

（4）USB差分阻抗控制在90OM，并包地处理，总长度最好不要超过1800mil。差分线宽4mil，间距为8mil。

（5）USB差分走线时，减少打孔换层走线，因此在打孔换层地地方加一对地过孔，用于信号回流换层。

（6）若USB两边定位柱接的是保护地（单独铺铜），分隔地时候保证与地间距2mm，单点接地。在保护地区多打孔，保证充分连接。

（7）保证差分线长度差在5Mil内，若长度差大于5mil，应在差分线入口进行“3W规则”的补偿。

1）短的一边绕下

2）短的入口处进行“3W规则”补偿。

2. USB3.0接口布局布线要求：

（1）ESD、共模电感器件靠近USB接口。放置的顺序为ESD、共模电感、阻容。注意ESD与USB间距留有1.5mm。

（2）总端匹配电阻靠近连接器放置，电压稳压器也尽可能靠近连接器放置。

（3）尽可能缩短走线长度，优先考虑对高速USB差分的布线。

（4）USB差分信号对之间的阻抗为90OM，具体走线宽度和间距通过相关软件计算。

（5）尽可能将高速信号走在同一层，

3. Type-c模块布局布线分析

（1）ESD、共模电感器件靠近USB接口。放置的顺序为ESD、共模电感、阻容。注意ESD与USB间距留有1.5mm。

（2）有RX/TX1-2四组差分信号，两组D+/D-差分信号，一共6对差分线。差分信号线要求至少紧接一个地平面，两侧都紧接地平面最好。

（3）保证差分线的的线问距在走线过程中的一到致性， 差分线要尽量等长，如果两根线长度相差大时， 可以绘制蛇行线增加短线长度。

（4）CC1/CC2是两个关键引脚，作用：探测连接，区分正反面，区分DFP和UFP，也就是主从配置vbus，走线时要加粗处理。

凡亿陈柳

1.此处焊盘出线需要优化一下


2.CCI和CC2属于重要信号，走线需要加粗

3.差分出线尽量耦合

4.此处需要满足3W规则


5.存在短路

6.USB差分对内误差为5mil
有好几根网络都没有满足要求，后期自己调整一下


7.电源和地未进行处理，后期自己指定一下网络即可


USB2.0
注意差分等长误差为5mil