Elektrisches Problem mit USB? Hi-Speed-Gerät funktioniert nicht mit eigenem Design

Es ist eine schwer zu beantwortende Frage , da dies eher eine Debugging-Sache ist. Aber ich kann einige Ideen beitragen, was Sie versuchen könnten.

Das erste, was ich dachte, war, dass Ihre Pigtail-Verbindungen (die 1-2 cm langen losen Drähte, die aus dem Kabel und auf Ihre Platine kommen) für den Betrieb mit 480 Mbit / s zu lang sein könnten. Ideen zum Ausprobieren:

• Erzwingen Sie, dass Ihr Host als USB 1.1 (1,5 oder 12 MBit/s) ausgeführt wird. Vielleicht können Sie es über einen USB-betriebenen Hub oder etwas anderes ausführen, um es auf die niedrigere Geschwindigkeit zu zwingen.
• Verwenden Sie einen echten USB-Anschluss, kleben Sie ihn verkehrt herum oder so und stellen Sie wirklich enge kurze Verbindungen von den Anschlussstiften zur Leiterplatte her.
• Vielleicht finden Sie einen Weg, die Kabelpigtails auf 1/5 oder etwas in dieser Reihenfolge zu kürzen.
• Stellen Sie sicher, dass Sie nicht mit angeschlossener Oszilloskopsonde testen.
• Probieren Sie vielleicht ein wirklich kurzes und ein wirklich langes USB-Kabel aus.
• Versuchen Sie vielleicht, die Temperatur zu ändern (wärmer macht die Kanten langsamer und kälter macht die Kanten schneller).

Eine Anmerkung zu einigen Kommentaren hier: Machen Sie sich keine Gedanken über die Anzahl der Durchkontaktierungen und die Längenanpassung dieser Leiterbahnen. Richtig gemacht, Vias und ein kleiner Längenunterschied waren noch nie ein Problem für USB 2.0. Und das ist unbedeutend im Vergleich zu dem, was Sie mit den Kabelpigtails machen.

Einige typische allgemeine Fehler, auf die Sie prüfen sollten, sind:

• Takten. Stellen Sie sicher, dass die Taktfrequenz und der Jitter innerhalb der Spezifikation liegen – einschließlich aller PLLs.
• Leistung. Überprüfen Sie (mit einem 1-2-GHz-BW-Oszilloskop), dass Ihre Vcc-Welligkeit innerhalb der Spezifikation liegt usw.

Auch Software würde ich noch nicht ausschließen. Suchen Sie nach Unterschieden - wie in den Konfigurationsdaten usw.

Und seien Sie nicht zu stolz, einen erfahrenen Hardware-Typen um Hilfe zu bitten :-)

Update - Hinweis zur Messung der Vcc-Welligkeit:

Aus meiner Antwort auf diese Frage: Wie überprüfe ich, ob meine 3,3-V-Stromschiene die Anforderungen für ein Ember EM357-SoC erfüllt?

Das beste Papier, das ich kenne, das beschreibt, wie man diese Messung durchführt, ist dieses hier: http://www.electrical-integrity.com/Quietpower_files/Quietpower-21.pdf

Kurz gesagt: Verwenden Sie ein Koaxialkabel, das direkt auf Ihr Board gelötet wird. Führen Sie das 50R-Koaxialkabel in Ihr Oszilloskop ein, das auf eine Eingangsimpedanz von 50R eingestellt ist. Wählen Sie AC-Kopplung. Ausreichende Bandbreite (mindestens 500 MHz). Und unendliche Ausdauer.

Wenn Sie die Messung mit einer hochohmigen Sonde mit einem langen "Schwanz" für Masse durchführen, wird möglicherweise zusätzliches Rauschen aufgenommen, das nicht mit Ihrem Vcc-Rauschen zusammenhängt. Führen Sie im Zweifelsfall immer das Null-Experiment durch: Berühren Sie mit der Sondenspitze den Massepunkt, sodass Spitze und Masse der Sonde denselben Punkt auf der Platine berühren. Wenn Sie keine flache Linie erhalten, wird etwas durch induktive Kopplung in die Schleife aufgenommen, die aus Sonde und Masseleitung gebildet wird.

Also hast du zu viel Lärm? Angenommen, das Datenblatt dieses Geräts fordert 3,3 V +/- 5 % für die Vcc-Versorgung. Das bedeutet, dass Sie +/-165 mV als Grenze haben. Nehmen wir an, Sie haben eine Genauigkeit von 2 % Ihres 3,3-V-DC-Reglers. Und nehmen wir an, Sie haben einen Verteilungsabfall von 0-1% in den Verbindungen zwischen dem Regler und dem Gerät (Kabel, Stecker, Leiterbahnen, Filter usw.). Damit bleiben 2 % für AC-Rauschen/Welligkeit oder +/-66 mV (132 mVpp).

Sie könnten versuchen, die Abschirmung des USB-Kabels an die USB-Masse zu heften und sehen, ob dies die Situation verbessert. High-Speed-USB ist empfindlich in Sachen Kabelimpedanz.

Hallo Zu Ihrer Frage "Was bedeutet diese Differenzimpedanz?" Die differentielle Impedanz der Leitung ist eigentlich der Widerstand der Leiterbahn bis zum Anschluss, da USB differentiell ist, handelt es sich um eine differentielle Impedanz. Eine Einzelspurimpedanz von beispielsweise D+ beträgt 45 Ohm und die kombinierte Impedanz von D+ & D- beträgt 90 Ohm. Jetzt können Sie dies nicht ganz schnell mit einem einfachen Digitalvoltmeter (DMV) messen, also werden Sie es wahrscheinlich nicht tun können Sie dies überprüfen, es sei denn, Sie haben irgendwo in Ihrer Nähe ein TDR. In Bezug auf Ihr Problem ist es unwahrscheinlich, dass es durch eine Impedanzfehlanpassung verursacht wird. Ein erster Blick auf Ihr Signal scheint nicht sehr schlimm zu sein.

Wenn Sie Fragen zu elektrischen Tests und Problemen haben, können Sie jederzeit einen Blick auf http://www.testusb.com/ werfen . Dies ist eine Website, die ich und einige meiner Kollegen geschrieben haben.

Könntest du vielleicht einen Screenshot von deinem Schaltplan teilen? Hier können wir also genauer hinsehen.