Ethernet 1 Gbit/s – PCB-Stackup

Ich plane einen Stackup für 2x Ethernet Phys. Der Chip benötigt einige unterschiedliche Versorgungsspannungspegel: I/O Power 3V3 (3 Pins) und Analog Supplies: VDD2V5 (2 Pins) und VDD1V0 (4 Pins). Jeder Pin hat sowohl 100nF- als auch 1uF-Kappen. Ich habe keine anderen Signale auf dem Board. Das Board verfügt über einen 24V/3V3-ISO-DC/DC-Wandler und zwei LDOs 3V3/2V5 und 3V3/1V0. Das Board ist nicht übermäßig kompliziert, aber ich denke wegen dieser unterschiedlichen Spannungen an einen 6-Lagen-Aufbau. Der Phy-IC wird auf der obersten Schicht aufliegen, DC/DC und LDOs auf der Unterseite versorgen. Die Schichten:

  • TopLayer: Ethernet-Signale
  • Mid1Layer: GND
  • Mid2Layer: 2V5
  • Mid3Layer: 1V1
  • Mid4Layer: 3V3
  • BottomLayer: Stromspuren, GND gießt.

Meine Fragen sind:

  1. Übertreibe ich nicht damit, 3 Schichten der Macht zu widmen? Sollte ich lieber zwei GND-Layer (Mid1 und Mid4) haben und zwei Pours für 2V5 und 1V1 auf einem Layer anordnen?
  • TopLayer: Ethernet-Signale
  • Mid1Layer: GND
  • Mid2Layer: 2V5 + 1V1
  • Mid3Layer: 3V3
  • Mid4Layer: GND
  • BottomLayer: Stromspuren, GND gießt.

... oder b) diese zweite GND-Schicht auf Ethernet-Signale legen (Eth-Signale nach Mid1 verschoben), sodass sie zwischen zwei GNDs eingeklemmt sind? Da müsste ich Vias setzen. Ich bin mir nicht sicher, ob es eine gute Idee ist.

  • Oberste Schicht: GND
  • Mid1Layer: Ethernet-Signale
  • Mid2Layer: GND
  • Mid3Layer: 2V5 + 1V1
  • Mid4Layer: 3V3
  • BottomLayer: Stromspuren, GND gießt.
  1. Welche Spannungspegelebene/Pour sollte näher an den Ethernet-Signalspuren liegen? 2V5 oder 1V1 oder 3V3? Welches ist wichtiger, um eine bessere Integrität von Ethernet-Signalen zu gewährleisten? Vielleicht sollte 1V1 über 2V5 und näher an GND liegen?
  2. Oder gibt es bessere Ideen?

Die Phys sind 2x DP83867 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/dp83867ir.pdf . Ich denke, ich könnte das gesamte Design in 4 Schichten machen, aber wenn eine 6-Schicht-Leiterplatte besser ist, warum nicht. Die Leiterplatte ist sehr klein, daher ist der Preis kein wesentlicher Entscheidungsfaktor.

Bearbeiten (hinzugefügt):

Vielen Dank für Ihr Feedback Marcus und Andy. Ich habe das Design mit dem folgenden 6-Layer-Stackup abgeschlossen:

  • TopLayer: Ethernet-Signale
  • Mid1Layer: GND-Ebene
  • Mid2Layer: Andere Signale
  • Mid3Layer: 3V3-Ebene
  • Mid4Layer: GND-Ebene
  • BottomLayer: Stromspuren, 2V5-Pour, 1V0-Pour, GND-Pours.

2V5- und 1V1-Güsse auf der unteren Schicht ermöglichen es mir, die Anzahl der Durchkontaktierungen zu minimieren, da sich auch auf der unteren Schicht Leistungsentkopplungskappen (für die Physik) befinden. (Phys sind auf der obersten Ebene).

Andere Signale auf Mid2 halfen dabei, andere Flugzeuge praktisch intakt zu halten. Und ich habe eine zweite GND-Ebene, die zwischen 3V3-Ebene und Bottom Layer platziert wird.

So landete ich bei einem ziemlich klassischen 6-Lagen-Board-Stackup.

Antworten (2)

Das Datenblatt des PHY enthält auf Seite 127 einen empfohlenen Aufbau.

Verwenden Sie das anstelle Ihrer etwas seltsamen Stapelung; Sie müssen keine Stromversorgung auf eine eigene Ebene legen, wenn dies das Layout aufgrund vieler verteilter Verbraucher, die Sie nicht haben, nicht vereinfacht.

Anstatt unnötige Stromversorgungsebenen hinzuzufügen, wäre es sinnvoller, dedizierte Schichten für Hochgeschwindigkeitssignale hinzuzufügen, um das Routing zu erleichtern und somit ein besseres Routing an problematischen Stellen zu ermöglichen, und genau das wird im Datenblatt empfohlen.

Danke schön. Sollte die empfohlene Schicht p.127/VDD mit IC/VDDIO3V3 oder VDD2V5 oder VDD1V0 verbunden werden oder spielt es keine Rolle?
Ich würde nach einem Split-Flugzeug mit der richtigen Versorgung suchen, wo Sie es brauchen!
What do you do when you need to cross signal traces over? 

Ich hätte oben und unten als Signalschichten. Auf diese Weise, wenn Sie einen Schnitt machen und modifizieren müssen, ist es auf den äußeren Schichten und einfach zu machen. Sie können wahrscheinlich auch viele Stromspuren auf die Signalschichten legen.

Dann könnten Sie möglicherweise mit einer 4-Lagen-Platine mit Masse auf den beiden inneren mit etwas Stromführung (nach Bedarf) davonkommen, die in diese beiden mittleren Schichten ein- und austaucht.

Das wäre mein erster Turn-to-Vorschlag, und wenn es zu kompliziert wird, müssen Sie ein paar weitere Ebenen hinzufügen.