SDK_印刷電路板布局及走線指導(dǎo)

1、. SDK-7105 系統(tǒng)布局及走線指導(dǎo)標(biāo)題:7105SDK參考板布局及走線指導(dǎo)版本:初稿發(fā)布日期:2009-02-11作者:張鑫公司:意法半導(dǎo)體深圳(研發(fā))有限公司版本更新版本日期作者修訂歷史初稿2009/Jan/20 張鑫 摘要此份文檔描述了SDK71 PCB設(shè)計(jì)的推薦布局及走線關(guān)鍵字機(jī)頂盒,7105,布局,走線目錄1.概述32.PCB板疊層結(jié)構(gòu)33.走線推薦34.元件布局44.1.電源44.2.地平面44.3.STi7105 電源分布54.4.藕合55.走線指導(dǎo)65.1.1.差分信號65.2.HDMI 部分75.2.1.布局75.2.2.走線范例75.3.Sata部分85.3.1.布局8

2、5.3.2.走線范例:85.4.USB 部分95.5.以太網(wǎng)95.6.DDRII 部分105.6.1.走線指導(dǎo)105.6.2.時(shí)序要求125.6.3.走線示意:13序言此份文檔是關(guān)于STi7105 的印刷電路板的設(shè)計(jì)及一些關(guān)鍵的走線如,HDMI,SATA,USB及DDR2部分的要求,1. 概述以下幾點(diǎn)是關(guān)于基于STi7105 機(jī)頂盒的布局及走線的說明.l STi7105 在布局時(shí),應(yīng)當(dāng)盡量靠近ESATA,HDMI接口,同時(shí)DDR2與7105之間的連線盡量短l PCB板應(yīng)當(dāng)有一個(gè)完整的地參考平面l PCB板最好有專門的電源平面, 電源線也應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加粗.l 所有的電源如果是采用DC/DC供電的話,

3、最好有一些陶瓷電容(非常低的寄生電阻)作為藕合,盡量靠近芯片端的電源管腳.l 所有的HDMI/SATA/以太網(wǎng)/信號線必需在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候就要考慮到阻抗控制.每一對參分線必需平行走線,盡可能的等走.最好是走在最Top層,并且盡量不使用過孔l 在所有模擬信號(音視頻),HDMI,SATA,USB及DDR2的信號線之下,最好是有一個(gè)完整的地平面作為回流平面.l 高速的數(shù)字信號線應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離低速的模擬信號線或源以減少線間干擾.l 晶振下方不充行任何其它走線,.l 所有阻抗控制均基于四層PCB板的基礎(chǔ)之上2. PCB板疊層結(jié)構(gòu) 至少需要四層PCB板,板層描述如下1. 信號層 ( Top , 所有關(guān)鍵信號

4、最好走到這一層,特別是需要做阻抗控制的線)2. 地平面3. 電源層4. 信號層, Bottom layerPCB的厚度:l Soldermask = 30 um (1.18 Mil)l Top = 12 um + 23 um =35 um (1.37 Mil)l Dielectric =75 um (2.95 Mil)l Layer 2 =35 um (1.37 Mil)l Dielectric =1300um (51 Mil)l Layer 3 =35 um (1.37 Mil)l Dielectric =75 um (2.95 Mil)l Bottom = 12um +23um =35um

5、 (1.37 Mil)推薦的填充材料如下l Material =2116 board revA à EpsilonR 3.9l Material =1080 board revB à EpsilonR 3.73. 走線推薦因?yàn)樗行枰刂谱杩沟淖呔€均強(qiáng)制要求走到頂層及底層,所以阻抗與走線寬度如下:l 常規(guī)走線, 寬度 = 126 um (5Mil) 最小l 電源及地線, 寬度 = 400um(15Mil) 最小l Z0 單端走線=50ohmsu 寬度120 um(4.72Mil)l Z0單端走線=55ohms ADDR/CTRL/CMD branches signalsu

6、寬度100 um(3.9Mil)l Zdiff 差分阻抗=100ohms SATA/HDMIu 寬度120 um, internal spacing 250 um(9.84Mil), external spacing 400um(15Mil) 最小l Zdiff差分阻抗=100ohms DDRII/Ethernetu 寬度110 um(4.3Mil), internal spacing 155 um(6.1Mil), external spacing 400um(15Mil) 最小l Zdiff 差分阻抗=90ohms USB2u 寬度150 um(5.9Mil) spacing 250 um

7、(9.84Mil), external spacing 400um(15Mil) 最小提示: 特性阻抗通常由PCB的層疊結(jié)構(gòu)和PCB走線寬度/間距來決定的,在PCB設(shè)計(jì)之初,必需先明確好需要實(shí)現(xiàn)的信號的特性阻抗,確定關(guān)鍵信號的走線寬度/間距,選擇好板材的層疊結(jié)構(gòu), 最終由阻抗測試儀測試通過為準(zhǔn)(TDR), 在這里PCB的層疊結(jié)構(gòu)及走線寬度僅供參考.4. 元件布局l DDR2與主芯片盡量靠近l HDMI, USB, ESATA 盡量靠近主芯片l 晶振盡量靠近主芯片l DC/DC電源芯片盡量遠(yuǎn)離主芯片.l 其它一些細(xì)節(jié)注意事項(xiàng)請參考PCB焊接工藝要求4.1. 電源SDK7105平臺由外部的DC變壓

8、器供電(220V AC輸入,12V DC輸出),通過DC/DC及LDO變換電路從12V轉(zhuǎn)成5V,3.3V,2.5V,1.8V及1.2V4.2. 地平面對于PCB板來說,地平面是非常重要的而且決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對于地平面本身來說,我們希望得到一個(gè)完整的,干凈的地平面,避免任何孤銅的存在,對于7105來說,芯片地管腳最好直接與地平面相連,盡量加多地過孔以連接不同的地平面,注意: 如果有多個(gè)地平面的存在,盡量保證在一些關(guān)鍵信號下的地平面的完整性(頂層和底層)4.3. STi7105 電源分布l 盡可能的用磁珠將電源分開,以減少噪聲干擾.4.4. 藕合陶瓷電容能有效的減高頻噪聲,在DC/DC電路中,

9、推薦使用貼片的陶瓷電容以代替常規(guī)的電解電容.(10uF 或22uF) 小的去藕電容盡可能的靠近芯片的電源管腳,如果是單面放元件,請放在電源的入口和最遠(yuǎn)端.5. 走線指導(dǎo)5.1.1. 差分信號l 避免任何信號與差分線號相交差, 其它信號與差分信號之間要保持一定的間距.l 差分信號必段保持平行一致以防止共模噪聲變成差模噪聲,在滿足平行的前提下,盡可能的保持線對間的長度一致,芯片內(nèi)部的走線長度如下表所示l 不充許任何90度直角或急劇的拐角出現(xiàn)在差分信號線上,45度拐角及圓弧走線為推薦走線.如下圖中的C和Dl 保證差分信號下面的一個(gè)完整的地平面或電源平面,不能跨越兩個(gè)分割的地平面或電源平面,并且保證回

10、流路徑盡量短,5.2. HDMI 部分5.2.1. 布局l STi7105 與HDMI 接口盡可能的靠近.l 所有HDMI TMDS 差分走線必需將特性阻抗控制為100歐的差分阻抗.( +/- 15%),同時(shí)測試包含ESD保護(hù)器件帶來的誤差l 每一對差分線(例如.RX0+/- or TX0+/-)必需平行,等長的布在頂層l 所有HDMI走線下需要一個(gè)完整的地平面.l 所有的HDMI CEC 和HDMI DDC信號線必須盡可能的細(xì)以減少走線的寄生電容l 7105 內(nèi)部的HDMI走線長度如下HDMIPAD NameNet Name(Li)內(nèi)部長度 (Mils)TMDSTX0N : TX0N441.

11、3173851TMDSTX0P : TX0P437.7694788TMDSTX1N : TX1N424.7595836TMDSTX1P : TX1P436.6968431TMDSTX2N : TX2N443.1117909TMDSTX2P : TX2P456.5044807TMDTXCN : TXCKN525.3339887TMDSTXCP : TXCKP517.26672145.2.2. 走線范例 5.3. Sata部分5.3.1. 布局為了確保100歐姆的差分特性阻抗走線,因此必須將走線走在外層,頂層或是底層.l 避免過孔.l 不能有其它走線與差分信號相交叉l 為了減少線間干擾,兩對差分線

12、之間間距應(yīng)當(dāng)大于15mm, 差分線與其它線或是外圍包地間距大于15mml 所有走線不充許的直角走線,推薦為圓弧型走線.7105 內(nèi)部SATA信號走線長度如下SATAPAD NameNet Name(Li)內(nèi)部長度SATARXN0SATARXN491.7793314SATARXP0SATARXP472.3423624SATATXN0SATATXN455.2357037SATATXP0 SATATXP465.07426675.3.2. 走線范例:5.4. USB 部分USB部分走線要求如差分走線規(guī)則,7105 USB內(nèi)部長度如下:USBPAD NameNet Name(Li)USB1DMN3359

13、3534444.8532048USB1DPN33593600442.839508USB2DMN33593483467.9302846USB2DPN33593487464.5265513USB ESD 保護(hù)電路應(yīng)當(dāng)靠近USB插座,走線示意如下: 5.5. 以太網(wǎng)l 遵循差分走線規(guī)則l 在隔離變壓器下方不充許有任何走線 (比如說.EU2 BH1102) 5.6. DDRII 部分5.6.1. 走線指導(dǎo)DDR2 走線盡可能的短l 數(shù)據(jù)線(DATA),數(shù)據(jù)使能線(DQS 差分)及時(shí)鐘線(CLK 差分)不充許有過孔且走線越短越好l 7105內(nèi)部走線下度如下DDRIIPAD NameNet Name(Li

14、)LMIDATA0 : LMID0493.3936589LMIDATA1 : LMID1601.4947813LMIDATA2 : LMID2519.1587255LMIDATA3 : LMID3593.452947LMIDATA4 : LMID4588.3447288LMIDATA5 : LMID5438.9110119LMIDATA6 : LMID6598.8526212LMIDATA7 : LMID7555.9140063LMIDATAMASK0LMIDQM0501.3419894LMIDQS0LMIDQS0546.7180011LMIDQSN0L最小DQS0528.7670133LMI

15、DATA8 : LMID8643.2923355LMIDATA9 : LMID9632.3452707LMIDATA10 : LMID10429.1602047LMIDATA11 : LMID11542.1571834LMIDATA12 : LMID12539.5508107LMIDATA13 : LMID13502.9405296LMIDATA14 : LMID14486.2651298LMIDATA15 : LMID15567.7218961LMIDATAMASK1LMIDQM1527.6104015LMIDQS1LMIDQS1468.4549292LMIDQSN1L最小DQS1474.8

16、707825LMIDATA16 : LMID16550.3138994LMIDATA17 : LMID17483.562025LMIDATA18 : LMID18604.712137LMIDATA19 : LMID19410.3308329LMIDATA20 : LMID20413.7307473LMIDATA21 : LMID21619.0289982LMIDATA22 : LMID22488.2322125LMIDATA23 : LMID23489.9980358LMIDATAMASK2LMIDQM2493.0074786LMIDQS2LMIDQS2499.2725841LMIDQSN2L

17、最小DQS2481.1160063LMIDATA24 : LMID24549.6469716LMIDATA25 : LMID25529.7004367LMIDATA26 : LMID26447.3157983LMIDATA27 : LMID27420.3700648LMIDATA28 : LMID28468.4572914LMIDATA29 : LMID29425.9682819LMIDATA30 : LMID30513.2215326LMIDATA31 : LMID31536.7300683LMIDATAMASK3LMIDQM3451.6821675LMIDQS3LMIDQS3471.659

18、6866LMIDQSN3L最小DQS3454.2118475PAD NameNet Name(Li)LMIADDR0 : LMIA0516.9673125LMIADDR1 : LMIA1471.0507902LMIADDR2 : LMIA2455.5584983LMIADDR3 : LMIA3542.7213555LMIADDR4 : LMIA4405.5839526LMIADDR5 : LMIA5612.0133823LMIADDR6 : LMIA6455.1619637LMIADDR7 : LMIA7484.1834411LMIADDR8 : LMIA8450.3415403LMIADDR

19、9 : LMIA9432.2113009LMIADDR10 : LMIA10575.3287312LMIADDR11 : LMIA11471.6209072LMIADDR12 : LMIA12523.868283LMIADDR13 : LMIA13457.1073929LMIBA0 : LMIBA0473.1043294LMIBA1 : LMIBA1470.2300438LMIBA2 : LMIBA2429.9222898NOTLMICAS : LMICAS#536.32751LMICLKEN0 : LMICKEN0561.3988378NOTLMICS0 : LMICS0501.981791

20、3ODT0 : LMIODT0435.3302317NOTLMIRAS : LMIRAS#412.449057NOTLMIWE : LMIWE#568.8534292LMICLK0 : LMICLK0556.9405003NOTLMICLK0 : LMICLKN0561.3988378LMICLK1 : LMICLK1638.6252976NOTLMICLK1 : LMICLKN1629.0920914Dummy:Dummy1438.5476662Dummy2523.81363745.6.2. 時(shí)序要求對于DDR2來說,時(shí)序要求可以分為以下五組:l 第一組: data byte 0 + datamask + datastrobes,l 第二組: data byte 1 + datamask + datastrobes,l 第三組: data byte 2 +