RJ45接口的PCB设计布局布线注意事项

描述

网口模块的组成主要包括了:RJ45网口、变压器、PHY芯片及主芯片;还有一种RJ45与变压器进行了集成,分别如图1、图2所示;

 

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图1 网口模块组成-RJ45与变压器未集成

 

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图2 网口模块组成-RJ45与变压器集成

 

我们常见的网口有百兆网口和千兆网口,他们的区别在于百兆网口只有两对差分,一对收,一对发,另外四根是备用的;千兆网口有四对差分,两对收,两对发,如图3所示,可以了解其对应的管脚定义。

 

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图3 百兆网口接口管脚定义

 

1、网口模块的PCB设计布局注意事项:

1.1 RJ45和变压器之间的距离尽可能的短,器件布局的原则是通常按照信号流向放置,切不可绕来绕去;以太网转换芯片和变压器之间的距离应尽可能短,一般不超过5inch。

1.2 复位电路信号应当尽可能的靠近以太网转换芯片,并且若可能的话应当远离TX、RX和时钟信号。

1.3 时钟电路应当尽可能的靠近以太网转换芯片,远离电路板边缘、其他高频信号、I/O端口、走线或磁性元件周围。总体布局要求,如图4所示。

 

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图4 网口模块的布局总体要求

 

1.4 连接变压器上的交流端接电阻靠近变压器放置,如图5所示。

 

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图5 变压器交流端接电阻的摆放

 

2、网口模块的PCB设计布线注意事项:

2.1 网口的差分尽量走表底层,差分对之间的间距至少4W以上,由于管脚分布、过孔、以及走线空间等因素存在,使得差分线长度不匹配,时序会发生偏移,还会引入共模干扰,降低信号质量,因此差分对内的等长约束为5mil,差分对之间不用进行等长,等长时注意符合差分等长规则,如图6所示

 

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图6 差分等长要求

 

2.2 RJ45接口区域:内部所有层挖空处理。如图7所示,RJ45接口的G1,G2,G3和G4管脚的走线至少需要加粗至1mm以上,跨接电感和电容靠近接口放置,旁边多打地过孔。如图8所示。

 

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图7 接口挖空示意图

 

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图8 跨接电感走线示意图

 

2.3 变压器的处理

变压器所有层挖空(只挖一半,另一半铺铜处理,均匀的打上地过孔,建议间隔50mil一个),变压器到接口部分不用控阻抗,走线加粗处理;变压器到PHY芯片差分走线,控制100ohm差分阻抗。如图9所示。

 

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图9 网口和变压器挖示意图

 

2.4 变压器区域除差分信号外其他信号

走线都加粗到20mil以上,变压器地网络的回流通过粗线连接起来。如图10所示。

 

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图10 变压器走线示意图

 

2.5 以太网转换芯片的处理

以太网芯片到CPU的RGMII接口线的发送部分和接收部分要分开布线,不要将接收和发送网络混合布线,线与线之间需要满足3W,发送和接收总线分别进行等长,等长范围100mil,如图11所示。

 

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图11 接收和发送走线示意图

 

其他布线要求:25M晶振下面不能走其他信号线,时钟线不用走在RJ45座子下面,复位信号的布线满足3W要求。     

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