USB走線布局經(jīng)驗，一次慘痛的教訓
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由于數(shù)據(jù)傳輸快，接口方便，支持熱插拔等優(yōu)點使USB設(shè)備得到廣泛應(yīng)用。目前，市場上以USB2.0為接口的產(chǎn)品居多，但很多硬件新手在USB應(yīng)用中遇到很多困擾，往往PCB裝配完之后USB接口出現(xiàn)各種問題。
比如通訊不穩(wěn)定或是無法通訊，檢查原理圖和焊接都無問題，或許這個時候就需懷疑PCB設(shè)計不合理。
USB協(xié)議定義由兩根差分信號線（D 、D-）傳輸數(shù)字信號，若要USB設(shè)備工作穩(wěn)定差分信號線就必須嚴格按照差分信號的規(guī)則來布局布線。
1
1、在元件布局時，盡量使差分線路最短，以縮短差分線走線距離（√為合理的方式，×為不合理方式）；
2
2、優(yōu)先繪制差分線，一對差分線上盡量不要超過兩對過孔（過孔會增加線路的寄生電感，從而影響線路的信號完整性），且需對稱放置（√為合理的方式，×為不合理方式）；
3
3、對稱平行走線，這樣能保證兩根線緊耦合，避免90°走線，弧形或45°均是較好的走線方式（√為合理的方式，×為不合理方式）；
4
4、差分串接阻容，測試點，上下拉電阻的擺放（√為合理的方式，×為不合理方式）；
5
5、由于管腳分布、過孔、以及走線空間等因素存在使得差分線長易不匹配，而線長一旦不匹配，時序會發(fā)生偏移，還會引入共模干擾，降低信號質(zhì)量。
6
6、為了減少串擾，在空間允許的情況下，其他信號網(wǎng)絡(luò)及地離差分線的間距至少20mil(20mil是經(jīng)驗值)，覆地與差分線的距離過近將對差分線的阻抗產(chǎn)生影響；
7
7、USB的輸出電流是500mA，需注意VBUS及GND的線寬，若采用的1Oz的銅箔，線寬大于20mil即可滿足載流要求，當然線寬越寬電源的完整性越好。
普通USB設(shè)備差分線信號線寬及線間距與整板信號線寬及線間距一致即可。
然而當USB設(shè)備工作速度是480 Mbits/s，只做到以上幾點是不夠的，我們還需對差分信號進行阻抗控制，控制差分信號線的阻抗對高速數(shù)字信號的完整性是非常重要的。
因為差分阻抗影響差分信號的眼圖、信號帶寬、信號抖動和信號線上的干擾電壓。
下圖為四層板的參考疊層，其中中間兩層為參考層，參考層通常為GND或Power，并且差分線所對應(yīng)的參考層必須完整，不能被分割，否則會導致差分線阻抗不連續(xù)。
然而4.5mil線寬及5.5mil線間距只是我們理論設(shè)計值，最終電路板廠依據(jù)要求的阻抗值并結(jié)合生產(chǎn)的實際情況和板材會對線寬線間距及到參考層的距離做適當?shù)恼{(diào)整。
以上所描述的布線規(guī)則是基于USB2.0設(shè)備，在USB布線過程中把握差分線路最短、緊耦合、等長、阻抗一致且注意好USB電源線的載流能力，掌握好以上原則USB設(shè)備運行基本沒問題。
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