Ответ:

Нет, в макете нет ничего в основном плохого, оказывается, что сетевой трансформатор не соответствовал спецификации на 0,2 дБ при вносимых затратах, когда он был в паре с PHY IC, которую мы используем.

Вопрос

Что-нибудь заметно не так с маршрутизацией на печатной плате гигабитного Ethernet?

Gigabit Ethernet имеет множество конструктивных ограничений, поскольку из-за расположения компонентов на печатной плате иногда невозможно следовать всем правилам проектирования. Эта конструкция требуется для выполнения гигабитных скоростей и подачи питания POE.

Он также должен пройти испытания FCC EMC / EMI и ESD .

Я прочитал почти все заметки приложений (TI, Intel..etc). Насколько я знаю, я следовал за ними как мог. Трассы направляются в виде пар различий и имеют максимально возможный интервал для предотвращения перекрестных помех. Минимальное использование переходных отверстий / заглушек 2 на сегмент. Они симметричны, насколько это возможно, и после магнетизма каждая пара согласована с точностью до 1,25 мм, а до магнетизма они согласованы с точностью до 2 мм. Следы направляются на нижний слой, чтобы избежать пересечения нескольких силовых плоскостей в качестве эталона.

Однако этот дизайн представляет некоторые проблемы, которые я слишком неопытен, чтобы оценить. Т.е. когда вы решаете нарушать правила дизайна и в какой степени вам это сойдет с рук.

конкретно

1. RJ45 и Magnetics должны быть расположены как есть. Трассы от RJ45 до Magnetics имеют длину, согласованную с точностью до 2 мм, и все они укладываются в виде дифференциальных пар. Однако это немного путаница - это вызовет проблемы с производительностью GBE?
2. Из-за ограничений у магнетика есть две следы от центра, расположенные под ним (для POE) - это станет проблемой EMI? (Замечания по применению предлагают избегать области ниже магнетизма)
3. После магнетизма следует опасаться двух особенностей - кварцевого генератора и трансформатора (в вырезе), которые могут добавить шум к сигналу. Как этого избежать?
4. Являются ли VIA / заглушки в конце концов приемлемыми?

Существуют ли очевидные недостатки этого макета, которые мне не хватает?

Вещи, которые приходят на ум:

• обычно вы моделируете свою трассу печатной платы как линию передачи, которая имеет точно такие же характеристики в верхней части, как и в нижнем слое. Таким образом, не имеет большого значения, где на длине трассы вы помещаете проход; поэтому вместо того, чтобы эти переходы "выглядели как сиськи" рядом друг с другом, я бы просто сместил их достаточно, чтобы они оставались в центре вашего следа
• R51, C5 также могут быть на верхнем уровне
• Я не знаю частоты вашего xtal или CPU, но есть вероятность, что 125 МБ гигабитного Ethernet не будут сильно впечатлены :) однако, если вы нервничаете из-за связи, вы можете рассмотреть классическую звезду - как множественная архитектура наземной плоскости. Я не думаю, что здесь это будет необходимо - физические физические показатели сети Gigabit Ethernet в 2016 году не слишком эффективны, поэтому даже при некоторых помехах они должны работать.
• просто глядя на ту часть макета, которую я вижу, я бы сказал, что было бы легче провести маршрут, если вы просто повернули PHY на 90 ° - но это может сломаться, как только сложность на «процессорной» стороне фи в игру.
• Я думаю, что ваш RJ45-магнитный макет в порядке; Я, вероятно, был ленив и просто направил две пары различий, которые находятся в правой половине трансформатора «вниз» от выводов разъема, а левая половина «вверх»; но это не спасло бы вас от одной пары, пересекающей другую, если бы вы должны были получить доступ к магнитным площадкам только с одной стороны (если вы не поместите две дорожки между соседними выводами RJ45 ...). Топология не всегда твой друг: /

$\frac15 \frac{c_0}{375\text{ MHz}}= \frac 15 \frac {3\cdot 10^8 \frac{\text m}{\text s}}{3.75 \cdot 10^8\frac1{\text s}}\approx \frac4{15}\approx 0.27\text{ m}=270\text{ mm}$

Я рекомендую однослойную маршрутизацию для любых высокоскоростных сигналов.

Треки GigE привязаны к земле на стороне магнетизма, но привязаны к силовому слою на стороне PHY. Чтобы избежать использования сшивающих конденсаторов, вы можете переместить мощность на магнетиках (четко связанных с некоторыми разъединителями) на слой 4 и просто направить GigE на слой 1; без переходных отверстий не будет разрыва, но контрольный слой должен быть твердым на всем пути от магнетика до физической, что может потребовать небольшой работы.

Тем не менее, есть еще одно преимущество однослойной маршрутизации: сопротивление двух разных слоев в плате с контролируемым сопротивлением никогда не будет соответствовать 100% . Это означает, что даже при сшивании колпачков при смене слоя будут отражения (не огромные, но они будут существовать). На типичной печатной плате полное сопротивление двух разных слоев будет различаться примерно на 10%, а коэффициент отражения чуть более 9% при условии идеального пути возврата.

В качестве альтернативы вы могли бы сделать область на уровне слоя 2, где дорожки переходов и локальных сетей существуют на уровне один, но вам все равно потребуется сшивание переходных отверстий, чтобы опорный уровень изменился с уровня 3 на уровень 2.

Я взял ваше изображение, чтобы показать, куда они пойдут:

Это не изменит того факта, что у вас будут некоторые разрывы, но это сведет его к минимуму. Проходные отверстия обеспечивают короткий путь между контрольными слоями; если их там нет, обратный путь должен будет найти ближайшую точку, в которой встречается обратный ток - чем дальше (до определенного предела), тем больше разрыв.

В общем, я стараюсь не ставить что-либо под магнетизм, но поскольку ваши треки, по-видимому, экранированы слоем грунта, я не вижу в них серьезной проблемы.