Wiznet以太網(wǎng)芯片設(shè)計指南

描述

介紹

我總結(jié)了設(shè)計以太網(wǎng)芯片電路時需要注意的點。它基于 Wiznet 的芯片。請僅作為參考。

指數(shù)

• 設(shè)計檢查表
• SCH 設(shè)計指南
• PCB設(shè)計指南

設(shè)計檢查表

這是一個檢查菜單，可讓您在找到錯誤的確切原因之前進行簡單檢查。

剛果檢查

在設(shè)計電路時，設(shè)定設(shè)計規(guī)則，看看是否有任何部分偏離這些規(guī)則。也就是說，它是一個可以檢查是否存在致命錯誤的函數(shù)。每個設(shè)計工具略有不同，但檢查是否有 DRC 錯誤。

<圖片為Altium的DRC窗口。如果你看菜單，你可以看到你可以設(shè)置各種規(guī)則>

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去耦電容

適用于所有芯片設(shè)計。去耦電容是用來消除電源線的噪聲。由于濾波的目的是盡量靠近對應(yīng)的芯片，也就是線路的末端。通常，從主電源開始，大帽是按照小帽的順序排列的。換句話說，最好將最小的蓋放在芯片上。但是，對于某些芯片，建議檢查數(shù)據(jù)表，因為在主芯片附近會放置一個大帽。

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振蕩器

建議將振蕩器放置在盡可能靠近芯片的位置。

因為是頻率很高的時鐘，所以建議畫一條和芯片同層的線，不要過孔。

建議線路設(shè)計的越簡單越短。

此外，絕對不可能將兩個設(shè)備連接到一個振蕩器。（電流不足，相互干擾問題）

板的pcb橫截面：盡可能靠近芯片放置，無過孔布線>

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地平面

Power Line 還應(yīng)考慮 Pattern 和 Via 設(shè)置。在圖案中，電流容量根據(jù)銅箔的寬度、厚度（高度：OZ）和溫度而變化。

電流容量因 Via 而異，因此建議在設(shè)計時考慮到這一點。最好設(shè)計幾個較小的過孔而不是一個大過孔。

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原理圖設(shè)計指南

電路類型分為以下幾類。

• W6100, W5100S, W5300
• W5500
• W7500P
• W7500

W6100、W5100S、W5300原理圖設(shè)計

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• 如果您使用不包含 Trans 的 RJ45 連接器，則還必須設(shè)計 Trans 部分。
• 選項 1 是用于 EMI 保護的阻尼電阻器。在我們的例子中，經(jīng)常使用 33Ω。

W5500原理圖設(shè)計

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• 如果您使用不包含 Trans 的 RJ45 連接器，則還必須設(shè)計 Trans 部分。
• 選項 1 是用于 EMI 保護的阻尼電阻器。在我們的例子中，經(jīng)常使用 33Ω。

****** W5500 內(nèi)部 Rx、Tx PHY 以不同模式驅(qū)動。因此，改變了TCT/RCT的設(shè)計。

讓我們看看下面的電路

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一般的 PHY 芯片具有與 Rx 和 Tx 相同的 UTP 端口電平。PHY有兩種模式，Voltage Mode和Current Mode，根據(jù)PHY Chip數(shù)據(jù)中存儲的UTP端口電平來決定。

與常規(guī)芯片不同，W5500 具有不同的 Rx 和 Tx 端口級別。Rx 側(cè)以電流模式驅(qū)動，Tx 側(cè)以電壓模式驅(qū)動。

在電流模式下，CT 應(yīng)通過電容連接到 GND，在電壓模式下，電源應(yīng)連接到 CT。

如果您查看上面的以太網(wǎng)插座，就會發(fā)現(xiàn) RCT 和 TCT 是捆綁在一起的。因此，如果電壓施加到電流模式 RCT，則需要用適當?shù)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>電容器將 Rx 和 Tx 線絕緣以防止旁路。

換句話說，只有當電路配置了W5500、TCT、RCT捆綁在一起的RJ-45 Socket時，才需要在Rx Line上加一個Capacitor。

W7500P原理圖設(shè)計

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• 如果您使用不包含 Trans 的 RJ45 連接器，則還必須設(shè)計 Trans 部分。
• 選項 1 是用于 EMI 保護的阻尼電阻器。在我們的例子中，經(jīng)常使用 33Ω。

W7500原理圖設(shè)計

• PHY Chip需要另外設(shè)計，設(shè)計部分參考PHY Chip廠商的Doc。

[附加]變壓器與RJ-45分離時的電路（如果使用帶變壓器的RJ-45插座，適用X）

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• A 和 B 部分應(yīng)盡可能靠近變壓器級放置。
• 變壓器與 RJ-45 插座之間的距離應(yīng)盡可能近。
• 建議距離小于 25mm (1000mil)。

PCB設(shè)計指南

以太網(wǎng)插座部分

Socket分為Socket combined with Trans和Socket separated。分為這兩類，但請注意，根據(jù)變壓器設(shè)計，電路可能略有不同。總的來說，Socket結(jié)合Trans使用的比較多。

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• 像上面的PCB一樣，不把Power和GND Plane放在Ethernet Socket下面的層里，也能起到很好的絕緣作用。
• 如果設(shè)計與 Trans 分離，則 Trans 也可以絕緣，而無需將 Power 和 GND Plane 放在下層。

MDI數(shù)字線

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• TX 和 RX 線越短越好。
• 為了屏蔽，最好在 TX 和 RX 對之間制作一個 GND 平面。
• PHY 和 RJ45 連接器之間不應(yīng)有數(shù)字信號路由。
• TX 和 RX 信號附近不能有高頻設(shè)備和線路。
• 盡可能調(diào)整TX和RX線的長度是好的。
• TX+/- 和 RX+/- 信號的獨立阻抗應(yīng)保持在 50 歐姆以下，+/- 差分信號的阻抗應(yīng)保持在 100 歐姆。
• 建議信號長度小于25mm（1000mil），無論多長都不應(yīng)超過75mm（3000mil）。
• TX+/- 和 RX+/- 的走線應(yīng)該以 45 度或曲線連接。
• TX+/- 和 RX+/- 信號不適用于 Via 或 Layer 更改。

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<調(diào)整差分對線的線長。>

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