Jak projektować dwustronne płytki PCB z 32-bitowym MCU i kontrolerem Ethernet?

Wed May 04, 2016 5:31 pm   

Jeszcze raz w kontekście projektowania płytek dwustronnych, z myślą
raczej o zleceniu ich wykonania fabryce, niż samodzielnym trawieniu:

Korzystając z możliwości oferowanych przez nowoczesne elementy,
chciałbym zbudować urządzenie wykorzystujące szybki, 32bitowy MCU oraz
kontroler Ethernet 100Mbps.

W przypadku AVR-ów i ENC28J60 można było budować układy na płytkach
stykowych mając pewność, że całość wystartuje bez najmniejszego
problemu. Tutaj chyba nie będzie aż tak dobrze. Rozumiem, że sposób
prowadzenia ścieżek ma duże znaczenie. No właśnie, ale jak duże?

Pod tym linkiem znajduje się rysunek jednej z moich pierwszych prób z
projektowaniem tego typu układów - interfejs PHY na DP83848.

http://postimg.org/image/k9i2sedi9/

Wzoruję się tutaj na tym schemacie:

https://farm9.staticflickr.com/8035/7987951346_13635b7534_b.jpg

Układ nie jest jeszcze skończony - właściwe wszystko u góry i po lewej
stronie scalaka będzie wyglądało inaczej. Czy pozostałą część można
jednak uznać za zgodną ze "sztuką"?

Mam też kilka innych pytań:
1) Jak powinny być prowadzone ścieżki interfejsu RMII do mikrokontrolera?
2) Zasilanie będzie prowadzone po drugiej stronie płytki. Czy
pojedynczy, metalizowany przewód wystarczy prawidłowo zasilić pojedynczy
pin "VCC" mikrokontrolera albo przyległego scalaka?
3) Kiedy ważne zaczyna być pilnowanie ścieżek z sygnałami różnicowymi?
Załóżmy, że mam gniazdo USB połączone z liniami D+ i D- mikrokontrolera.
Kiedy warto w Eagle użyć funkcji prowadzenia ścieżek różnicowych i
"menadrowania", jeśli jedna z nich okaże się krótsza?

Wed May 04, 2016 6:08 pm   

Przy sciezkach z szybkimi sygnalami najwazniejsze jest to zeby gora z
dolem nie krzyzowala sie a juz szczegolnie z zasilaniem, dlatego
najlepiej 2 warstwowe plytki robi sie na 4 i wiecej wartstw.

Wed May 04, 2016 7:55 pm   

On Wed, 4 May 2016 19:31:08 +0200, Atlantis <marekw1986NOSPAM@wp.pl>
wrote:

Poszukaj w archiwum, kiedyś była dyskusja na ten temat, ktoś zapodał
tabelkę wybranych częstot. i wpływem różnicy długości linii.

--
Marek

Wed May 04, 2016 8:21 pm   

Wszystkie HighSpeed czyli USB tez musza byc odpowiednio poprowadzone aby
uniknac zaklocen, wazne jest nawet sposob podlaczenia rezystorow na
liniach. Ethernet 100Mbit to tak se High Speed ale juz USB wszelkie DDRy
i PCI niestety ale bez zaslad kladzenia sciezek beda zaklocenia i zwisy
ukladow.

Wed May 04, 2016 8:28 pm   

W dniu 2016-05-04 o 22:21, LeonKame pisze:


Hmm... A w przypadku USB to się zaczyna objawiać w przypadku konkretnego
zastosowania albo określonej długości linii transmisyjnej? Pytam, bo w
tej chwili mam sklecony na płytce stykowej taki prosty układzik testowy
z PIC32MX250F128. Jest tam m.in. odpalona funkcja hosta USB z obsługą
MSD. PenDrive jest wpięty w płytkę stykową za pomocą "przejściówki"
zrobionej z pionowego gniazdka USB i goldpinów. Ta z kolei jest
podłączona do MCU za pośrednictwem krótkich kabelków. Taki zestaw działa
już od ładnych kilku tygodni.

Wed May 04, 2016 8:54 pm   

Wiesz to co ty skladasz to zabawka z protezami, zabawa zaczyna sie w
przypadku normalnego procesora z normalnymi sygnalami. Dawno cos
skladalem na Power PC i w przypadku high speed to krzyzowanie sciezek
mialo kolosalny wplyw na stabilnosc calosci, przy pajaku uklad potrafil
sie zawisic kilka razy dziennie, przy oddzieleniu warstw ekranowaniu i
poprawnym prowadzeniu sciezek problem znikal. Zreszta tgo zadna
filozofia wystarczy prosta matematyka w przypadku sygnalow roznicowych.

Wed May 04, 2016 9:35 pm   

W dniu 2016-05-04 o 22:54, LeonKame pisze:


Ale mi tylko o to chodzi. Nie mam zamiaru projektować podzespołów
komputerowych. Jedynie składam własne projekty na mikrokontrolerach,
korzystając z faktu, że współczesne MCU mają dużo bardziej zaawansowane
peryferia, niż jeszcze kilka lat temu można było pomarzyć w przypadku
AVR-ów.

Więc proszę o wzięcie odpowiedniej poprawki przy udzielaniu odpowiedzi
na moje pytania. Jakich zasad powinienem się trzymać budując układy
na PIC32 albo STM32?

I czy w ogóle idzie złożyć stabilnie działający układ na takim MCU na
jednostronnej płytce? Warto próbować, czy tutaj powinienem się już
zdecydowanie przerzucić na co najmniej dwuwarstwowe PCB?

Wed May 04, 2016 9:59 pm   

Mozna to zrobic i na jednej warstwie , tylko musisz sie trzymac zasad.
Czyli zadnych krzyzowek duzo masy i rowne dlugosci sciezek w przypadki
roznicowych.


literatura:
https://www.youtube.com/watch?v=BlHLmQ2HO1w
https://www.youtube.com/watch?v=9NhSAA22AkQ
https://www.youtube.com/watch?v=wF_lXshyRuo

Wed May 04, 2016 10:57 pm   

On Wed, 4 May 2016 22:28:23 +0200, Atlantis <marekw1986NOSPAM@wp.pl>
wrote:

Jak działa to co chcesz zmieniać?

--
Marek

Wed May 04, 2016 11:02 pm   

On Wed, 4 May 2016 23:59:34 +0200, LeonKame <kameleon@leon.com> wrote:

Co rozumiesz przez "krzyżówki"?
Na jednej warstwie trudno coś skrzyżować...

--
Marek

Thu May 05, 2016 6:39 am   

W dniu 05.05.2016 o 01:02, Marek pisze:

Na jednej warstwie trudno coś poprowadzić :)


--
pozdrawiam
MD

Thu May 05, 2016 8:53 am   

Użytkownik "Atlantis" <marekw1986NOSPAM@wp.pl> napisał w wiadomości
news:572a6b23$0$22840$65785112@news.neostrada.pl...

twierdzę, że zdecydowanie warto przerzucić się na dwuwarstwowe.
Ja wszystko robię na dwuwarstwowych (ale cały czas jestem na etapie
8-bitowców).
W moich projektach zasilanie i sygnały są na top, a cała bottom to GND. Jak
już nie dało się rozwikłać wszystkiego na top (korzystając też czasem z
oporników zerowych) to zamiast robić dziury w warstwie GND wolałem dodać
jeden czy dwa połączenia drucikiem leżącym po stronie GND.
Jak kiedyś tych drucików wyjdzie mi 4 czy 5 to przejdę na 4 warstwowe,
P.G.

Thu May 05, 2016 4:08 pm   

jak już się obraziłeś to zignoruj,
napisz coś o tym hoście obsługującym mass storage?

Thu May 05, 2016 7:42 pm   

W dniu 2016-05-04 o 22:21, LeonKame pisze:


Hmm... A jak to wygląda w przypadku interfejsu Ethernet 10 Mbps?
Złożyłem już kilka urządzeń wykorzystujących ENC28J60, z zastosowaniem
płytki jednostronnej. Za każdym razem wychodziłem z założenia, że
połączenie między tym układem i gniazdkiem RJ45 powinno być możliwie jak
najkrótsze. Oczywiście ścieżki się przecinały i nie było możliwe ich
poprowadzenie w inny sposób, jak tylko przez zastosowanie mostków z
drutu po drugiej stronie płytki (od 1 do 3, w zależności od
zastosowanego typu gniazdka).

Nigdy nic mi się nie zawieszało, nie zauważyłem też problemów z ginącymi
pakietami. Czy takie rozwiązanie będzie wystarczające?

Fri May 06, 2016 7:45 am   

Użytkownik "Atlantis" <marekw1986NOSPAM@wp.pl> napisał w wiadomości
news:572ba20c$0$22822$65785112@news.neostrada.pl...

Moim zdaniem dopóki nie będzie:
- kwestii badań EMC,
- działania na 100m kablu,
to przy 10Mbps zrobione jakkolwiek będzie działać.

Ale opieram się tylko na intuicji.
P.G.