Dingen om te overwegen bij het ontwerpen van een USB-kaart

In het USB2.0-ontwerp werkt het USB-differentieel D plus /D- in de hogesnelheidsmodus van 480 Mbps, en de systeemklok kan werken op 12 MHz, 48 MHz en 60 MHz. Het behoort tot het snelle ontwerpgedeelte in het hardwareontwerp. Er zijn veel aspecten die speciale aandacht nodig hebben. Omdat USB-kabels de neiging hebben monopoolantennes te vormen, moet worden voorkomen dat RF-stroom in de kabel wordt gekoppeld.

D plus /D-: High-speed differentieel signaal, dat gemakkelijk wordt verstoord door externe ruis en de overdrachtskwaliteit van het signaal beïnvloedt.

Voedingssignaal VBUS: De voedingsrimpel op de signaalpin van de voeding veroorzaakt grote interferentie met het datatransmissiesignaal, dus het moet worden gefilterd. En het grondsignaal moet ook worden gefilterd om interferentie te verminderen. Let ook op spanningsverzakking bij hoge stroombelastingen.

D plus /D-regeling van gelijke lengte: Wanneer u werkt in hogesnelheidsmodus of USB3.0-snelheid, is het noodzakelijk om te zorgen voor D plus /D- bedrading van gelijke lengte. D plus en D– sporen mogen niet meer dan 50 mils (1,25 mm) in lengte verschillen om signaalscheefheid en wisselspanningseffecten te voorkomen

D plus- en D–-sporen moeten minder dan 75 mm lang zijn. Het wordt aanbevolen dat de lengte van de twee sporen niet groter is dan 1 inch

Bij het frezen moet de rechte hoek twee keer 45 graden worden gebogen of worden afgerond (in plaats van een rechte hoek van 90 graden)

Impedantieregeling: D plus /D- differentiële bedrading, impedantieregeling 90Ω±10 procent

Geen stub (geen fulcrum): probeer bij het toevoegen van testpunten of sommige apparaten ervoor te zorgen dat het differentiële signaal geen fulcrum heeft, zoals hieronder weergegeven:

Volledig referentievlak: implementatie van D plus /D-impedantie vereist een volledig referentievlak, er kunnen geen gesplitste referentievlakken optreden. Als er geen afzonderlijke referentievlakken mogen verschijnen, moeten jumpercondensatoren worden aangesloten, zoals hieronder weergegeven:

Nu is de chipintegratie erg hoog en is het randontwerp van USB_Host relatief eenvoudig, zoals hieronder wordt weergegeven:

Stroombegrenzend apparaat: RT9702, USB2.0-standaardbelasting vereist een maximale stroomsterkte van 500 mA van VBUS en wordt uitgeschakeld als deze 500 mA overschrijdt

Elektrostatische bescherming: SRV05 voorkomt dat statische elektriciteit het connectorsignaal beschadigt, plaats het dicht bij de USB-interface

Magnetische kralen L1/L2: elimineer hoogfrequente ruis op voedingssignalen en verbeter de anti-jitterprestaties. De weerstandswaarde van de magnetische kralen ligt tussen 47ohm en 1000ohm (bij 100MHz signaalfrequentie), dicht bij de connector geplaatst

R157/R158: Overeenkomende weerstanden om signaalovershoot te voorkomen, de weerstand ligt over het algemeen tussen 10Ω-33}Ω, dicht bij de USB-controller geplaatst

CP1: De grote condensator zorgt ervoor dat de VBUS-spanning te veel daalt op het moment van in- en uitpluggen of wanneer een grote hoeveelheid data wordt verzonden, en wordt dicht bij de USB-interface geplaatst.