Hiho, aktuell designe ich ein kleines 4fach SATA 2,5-Zoll zu USB-Board und habe Probleme die geforderten Impedanzen einzuhalten. Die Anwendung wird später zum Großteil nur mit USB 2.0 laufen aber da die Chips es unterstützen würde ich gerne auch die Superspeed-Leitungen routen. Eckdaten: - Privatprojekt, 3-5 Platten max. - 100x100mm pool-PCB (wahrscheinlich von AllPCB) - 4 Layer PCB, High Speed routing auf Top layer - Referenz-Plane (GND) auf Layer 2 - Dicke Dielektrium: 0,17mm - Dielektrizitätskonstante: 4,3 - Maximale Leitungslänge von SATA-USB-Bridge zu USB-Hub: ~60mm - Minimale Leiterbahnbreite/Abstände 0,15mm Ziel sind 90 Ohm differentiell, 45 Ohm Single Ended sowohl für USB als auch SSRX und SSTX Leitungen. Die Berechnung habe ich mittels Saturn PCB Toolkit durchgeführt. Das Ergebnis: - Leiterbahnbreite: 0,28mm - Leiterbahnabstand: 0,35mm Mit diesen Werten erreiche ich 88 Ohm differenziell und 47 Ohm Single-Ended. Problem: Das wird alles sehr groß, insbesondere die notwendige Signaltrennung zwischen den Leiterpaaren (5-With-Rule) bekomme ich so nur schwer hin da die Chips Pinabstände von 0,5 und 0,4mm haben. Alternative: - Leiterbahnbreite: 0,2mm - Leiterbahnabstand: 0,15mm Ergebnis: 89 Ohm differentiell, 57 Ohm single Ended. Mit dieser Konfiguration könnte ich sauber routen und bräuchte keinen Breiten-Wechsel an den Pads. Nun die Gretchenfrage: Wie wichtig sind die 45Ohm Single Ended? Meine Leitungen sind schon recht lang (60mm max.) aber theoretisch sollte die Impedanz längenunabhängig sein. Dazu kommt das PCBs im Pool natürlich nicht impedanzkontrolliert sind, d.h. ich muss mit recht hohen Fertigungstoleranzen rechnen. Simon PS: Bitte um kurze Bestätigung: Wenn ich vom USB-Hub zum USB/SATA-Bridge route gilt: SSTX Hub -> SSRX Bridge, mit Koppelkondensatoren SSRX Hub -> SSTX Bridge ohne Koppelkondensatoren
Simon T. schrieb: > - 100x100mm pool-PCB (wahrscheinlich von AllPCB) Kennst du den genauen Lagenaufbau von AllPCB, um deine Impedanzen berechnen zu können?
Karsten B. schrieb: > Kennst du den genauen Lagenaufbau von AllPCB, um deine Impedanzen > berechnen zu können? https://www.allpcb.com/sns/talk-something-about-multilayer-pcb_26181.html Erstes Bild. Dünnere Gesamt-PCB hat keinen Einfluss da nur das mittlere Dielektrikum schrumpft. Ich würde mich einfach mal daran halten und hoffen das sie es auch tun ;)
Ah, danke. Das Epsilon r der Kerne würde ich mal mit einem Fragezeichen versehen, ansonsten könnten die wirklich so fertigen :)
Wie hasten das beim SATA gemacht? Das ist doch auch nicht grade Anspruchslos. Ansonsten wird das eben groß, hier maln USB3 Hub Bild aus der Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/USB_3.0#/media/File:VIA_Labs_VL811_USB_3.0_4-Port_Hub_-_Board_Angle_(6119774674).jpg Gibts ansonsten zu deinem IC keine Appnote wo das beschrieben wird oder direkt im DB?
Mw E. schrieb: > Wie hasten das beim SATA gemacht? > Das ist doch auch nicht grade Anspruchslos. Der SATA/USB-Bridge sitzt direkt neben dem SATA-Stecker. Dort habe ich mehr Platz und 100 Ohm differentiell / 50 Ohm Single Ended benötigen nur 0,22mm Breite und 0,38mm Abstand (siehe Bild, Längen noch nicht angepasst). Der USB-Hub ist ein TUSB8042, das Bridge-IC ein TUSB9261. In beiden Datenblättern finden sich die generellen Hinweise für HighSpeed-Routing und die geforderten Impedanzen von USB und SATA. Des Weiteren gibt es auch für jeden Chip ein Evaluationsboard. An deren Schaltplänen habe ich mich orientiert. Das SATA/USB-Evalboard (TUSB9261-Demo-Board) habe ich hier. Die Leiterbahnbreiten (und Abstände) scheinen 0,1mm oder weniger zu sein. Natürlich habe keine Angaben zum Lagenaufbau. Simon
Simon T. schrieb: > Nun die Gretchenfrage: > Wie wichtig sind die 45Ohm Single Ended? Meine Leitungen sind schon > recht lang (60mm max.) aber theoretisch sollte die Impedanz > längenunabhängig sein. > Dazu kommt das PCBs im Pool natürlich nicht impedanzkontrolliert sind, > d.h. ich muss mit recht hohen Fertigungstoleranzen rechnen. Deine Impedanzen sind i.O. Solche Abweichungen führen nicht zu einer Fehlfunktion. Aber: Impedanzkontrolle wie ich sie aus meiner beruflichen Tätigkeit kenne, also nicht von diesem Hersteller: Bei der Impedanzkontrolle, schaut sich jemand dein Stackup an und ändert (!) diesen so ab, dass mit den herstellerspezifischen sowie designspezifischen (Verpressung..) Parametern deine Soll-Impedanzen bestmöglich eingehalten werden. Trotzdem (!) hast du da eine Toleranz von z.B. 10 %. Da du keine Kontrolle hast, ist eigentlich deine Aufgabe herauszubekommen wie der vorgesehene Stack des Herstellers aussieht (wenn möglich) und damit nochmal zu rechnen. Auf die Toleranzen musst du in diesem Fall mal... Wenn du keine Infos vom Hersteller bekommst.. Ehrlich.. Mach es so wie dues ausgerechnet hast. Es wird gehen. Wenn nicht.. Es ist nicht die Impedanz.
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