我們現今使用的網絡接口均為以太網接口
，目前大部分處理器都支持以太網口。目前以太網按照速率主要包括10M

、10/100M、1000M三種接口，10M應用已經很少，基本為10/100M所代替。目前我司產品的以太網接口類型主要采用雙絞線的RJ45接口
，且基本應用於工控領域，因工控領域的特殊性
，所以我們對以太網的器件選型以及PCB設計相當考究。從硬件的角度看
，以太網接口電路主要由MAC（Media Access Controlleroler）控製和物理層接口（Physical Layer，PHY）兩大部分構成。大部分處理器內部包含了以太網MAC控(kong)製(zhi)，但(dan)並(bing)不(bu)提(ti)供(gong)物(wu)理(li)層(ceng)接(jie)口(kou)，故(gu)需(xu)外(wai)接(jie)一(yi)片(pian)物(wu)理(li)芯(xin)片(pian)以(yi)提(ti)供(gong)以(yi)太(tai)網(wang)的(de)接(jie)入(ru)通(tong)道(dao)。麵(mian)對(dui)如(ru)此(ci)複(fu)雜(za)的(de)接(jie)口(kou)電(dian)路(lu)，相(xiang)信(xin)各(ge)位(wei)硬(ying)件(jian)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)都(dou)想(xiang)知(zhi)道(dao)該(gai)硬(ying)件(jian)電(dian)路(lu)如(ru)何(he)在(zai)PCB上實現。

 

下圖 1以太網的典型應用。我們的PCB設計基本是按照這個框圖來布局布線，下麵我們就以這個框圖詳解以太網有關的布局布線要點。

 

圖 1 以太網典型應用

 

1.圖 2網口變壓器沒有集成在網口連接器裏的參考電路PCB布局、布線圖，下麵就以圖 2介紹以太網電路的布局、布線需注意的要點。

 

圖 2變壓器沒有集成在網口連接器的電路PCB布局、布線參考

 

a)RJ45和變壓器之間的距離盡可能的短
，晶振遠離接口、PCB邊緣和其他的高頻設備、走線或磁性元件周圍
，PHY層芯片和變壓器之間的距離盡可能短，但有時為了顧全整體布局
，這一點可能比較難滿足，但他們之間的距離最大約10~12cm
，器件布局的原則是通常按照信號流向放置
，切不可繞來繞去
；

 

b)PHY層ceng芯xin片pian的de電dian源yuan濾lv波bo按an照zhao要yao芯xin片pian要yao求qiu設she計ji，通tong常chang每mei個ge電dian源yuan端duan都dou需xu放fang置zhi一yi個ge退tui耦ou電dian容rong

，他ta們men可ke以yi為wei信xin號hao提ti供gong一yi個ge低di阻zu抗kang通tong路lu，減jian小xiao電dian源yuan和he地di平ping麵mian間jian的de諧xie振zhen
，為wei了le讓rang電dian容rong起qi到dao去qu耦ou和he旁pang路lu的de作zuo用yong
，故gu要yao保bao證zheng退tui耦ou和he旁pang路lu電dian容rong由you電dian容rong
、走線、過孔、焊盤組成的環路麵積盡量小
，保證引線電感盡量小
；

 

c)網口變壓器PHY層芯片側中心抽頭對地的濾波電容要盡量靠近變壓器管腳
，保證引線最短，分布電感最小

；

 

d)網口變壓器接口側的共模電阻和高壓電容靠近中心抽頭放置
，走線短而粗（≥15mil）；

 

e)變壓器的兩邊需要割地：即RJ45連接座和變壓器的次級線圈用單獨的隔離地，隔離區域100mil以上，且在這個隔離區域下沒有電源和地層存在。這樣做分割處理
，就是為了達到初、次級的隔離
，控製源端的幹擾通過參考平麵耦合到次級
；

 

f)指zhi示shi燈deng的de電dian源yuan線xian和he驅qu動dong信xin號hao線xian相xiang鄰lin走zou線xian，盡jin量liang減jian小xiao環huan路lu麵mian積ji。指zhi示shi燈deng和he差cha分fen線xian要yao進jin行xing必bi要yao的de隔ge離li，兩liang者zhe要yao保bao證zheng足zu夠gou的de距ju離li，如ru有you空kong間jian可ke用yongGND隔開；

 

g)用於連接GND和PGND的電阻及電容需放置地分割區域。

 

2.以太網的信號線是以差分對（Rx±、Tx±）的de形xing式shi存cun在zai
，差cha分fen線xian具ju有you很hen強qiang共gong模mo抑yi製zhi能neng力li
，抗kang幹gan擾rao能neng力li強qiang，但dan是shi如ru果guo布bu線xian不bu當dang，將jiang會hui帶dai來lai嚴yan重zhong的de信xin號hao完wan整zheng性xing問wen題ti。下xia麵mian我wo們men來lai一yi一yi介jie紹shao差cha分fen線xian的de處chu理li要yao點dian：

a)優先繪製Rx±、Tx±差分對，盡量保持差分對平行、等長、短距，避免過孔、交叉。由於管腳分布、過孔、yijizouxiankongjiandengyinsucunzaishidechafenxianchangyibupipei
，shixuhuifashengpianyi，haihuiyinrugongmoganrao
，jiangdixinhaozhiliang。suoyi
，xiangyingdeyaoduichafenduibupipeideqingkuangzuochubuchang，shiqixianchangpipei，changduchatongchangkongzhizai5mil以內

，補償原則是哪裏出現長度差補償哪裏；

 

b)當速度要求高時需對Rx±、Tx±差分對進行阻抗控製
，通常阻抗控製在100Ω±10%
；

 

c)差分信號終端電阻（49.9Ω，有的PHY層芯片可能沒有）必須靠近PHY層芯片的Rx±、Tx±管腳放置
，這樣能更好的消除通信電纜中的信號反射
；

 

d)差分線對上的濾波電容必須對稱放置


，否則差模可能轉成共模
，帶來共模噪聲

，且其走線時不能有stub ，這樣才能對高頻噪聲有良好的抑製能力。

 

 

3.變壓器集成在連接器的以太網電路的PCB布局、布線較不集成的相對簡單很多
，下圖 3是采用一體化連接器的網口電路的PCB布局

、布線參考圖：

 

圖 3一體化連接器的網口PCB布局、布線參考圖

 

從上圖可以看出，圖 3和圖 1debutongzhichuzaiyushaolewangkoubianyaqi
，qitadatixiangtong。butongzhichuzhuyaotixianzaiwangkoubianyaqiyijichengzhilianjieqili，suoyidipingmianwuxujinxingfengechuli
，danwomenyiranxuyaojiangyitihualianjiqidewaikelianjiedaolianxudedipingmianshang。

 

以太網布局布線方麵的要大致就這些，好的PCB布局布線不僅可以保證電路性能，還可以提高電路性能，筆者水平有限，不足之處歡迎指正交流。