1、概述
2、网络旗子暗记走线哀求
3、网络端口的ESD保护
01、概述
在嵌入式工控系统中，常用的是10Mbps/100Mbps网络接口。但是由于CPU快速的发展，1000Mbps网络也开始在嵌入式系统中利用。
它们的通讯频率都是100BASE-TX标准：125MHz。英创公司的ESM6802嵌入式主板，可以供应1000Mbps网络接口，符合1000BASE-T（IEEE802.3ab）标准。
对付10Mbps/100Mbps兼容网络，有2对差分旗子暗记线，TX（TX+、TX-）和RX（RX+、RX-），旗子暗记TX与RX是相互独立的旗子暗记线。
对付英创公司供应的1000Mbps网络，可以向下兼容10Mbps/100Mbps网络，利用4对差分旗子暗记线，数据传输时，会利用全部4对差分旗子暗记线。以是对付PCB走线，哀求更高。
然而不少的客户在对以太网端口进行布线设计时，并没有按照以太网旗子暗记的差分、阻抗哀求进行设计，或者没有考虑网络端口的ESD干系问题，终极导致一部份设备会涌现无法预期的非常，或涌现破坏率很高的情形。
这篇文章会基于英创公司的嵌入式工控主板接口，大略描述网络接口设计时须要把稳的地方，以提高产品的稳定与可靠性。
02、 网络旗子暗记走线哀求
同于网络通讯常用的UTP CAT5e网线，在1Mhz-100Mhz频率下，为100欧阻抗，所以为了得到更好的旗子暗记传输特性，PCB板上的每对差分旗子暗记线也须要设计/生产为100欧阻抗。
例如，在ESMARC EVB V5.0中，每对网络差分旗子暗记线的线宽为7mil，线距为8mil，在PCB加工生产解释文档/邮件中，就提出阻抗哀求：(线宽-线距-线宽)7mil-8mil-7mil，阻抗100欧。
一样平常情形下，PCB厂家会根据你的哀求，重新调度铜皮，使旗子暗记线的阻抗在哀求值的+/-10以内，即可知足哀求。
为了担保高频差分旗子暗记线上的旗子暗记相位差足够小，须要尽可能担保每一对差分旗子暗记线长同等，或掌握最大线差长度。对付网络通讯旗子暗记线，将旗子暗记线最大长度差掌握在+/-25mil以内即可。
对付10Mbps/100Mbps网络，它的TX、RX通讯线是相对独立的，以是可以分别掌握它TX、RX差分线长度。
对付1000Mbps网络，它的4对差分旗子暗记须要同时进行数据传输，以是对付1000Mbps网络接口的布线，不仅须要对每一对差分线的线长差进行掌握，同时也要掌握这4对差分线之间的线长差。
每一对差分旗子暗记线的线距，要大于/即是每条旗子暗记线的线宽，以知足电路板的EMI哀求。如ESMARC EVB V5.0中，网络旗子暗记线的线宽为7mil，差分线的线距为8mil。
以下，以ESMARC EVB V5.0评估底板为例，举例解释。
图 1
图 2
图1是CN8-1 1000Mbps网络接口PCB走线，图2是CN8-2 10Mbps/1000Mbps网络接口PCB走线。从图上可以明显地知道，每一对差分旗子暗记线均严格按差分走线哀求进行PCB走线。
图 3
图3是1000Mbps网络接口（CN8-1 ）走线长度参数值。该参数可以从EDA工具中查找到。
上图中的NET1_TX是1000M_D0，NET1_RX是1000M_D1，再加上通过旗子暗记跳线电阻后的1000M_D2、1000M_D3，共同组成1000Mbps网络接口的4对差分旗子暗记线。
在PCB设计走线时，1000M_D2、1000M_D3差分旗子暗记线与主板旗子暗记插针之间设计了跳线电阻，这之间还有约400mil的旗子暗记线长度，以是这4对差分旗子暗记线长度相差比较小，基本上能知足1000Mbps环境下的通讯哀求。
图 4
图4是10Mbps/100Mbps网络接口（CN8-2）走线长度参数值。从参数上可以看到，对付100Mbps网络接口，TX与RX这两对差分旗子暗记线长度是独立地、各自掌握线长。
图 5
在图5中所表示的，是100M_NET2_RX这对差分旗子暗记线，它的两条旗子暗记线（100M_TPRX2+、100M_TPRX2-）长度差约为20mil，知足网络通讯的差分走线设计哀求。
除了按照差分哀求走线、以及PCB线长掌握以外，还须要把稳，旗子暗记线从端口出线后，要尽可能早地让两条旗子暗记线进行等长处理。如下图所示：
图6
图7
图6中，差分旗子暗记线的出线是对称的，以是出线后，直接按照差分走线即可。在图7中，由于差分旗子暗记线出线是不对称的，以是出线后，要尽可能早地前辈行旗子暗记线等长处理，然后再按照正常差分旗子暗记线进行走线。
03、 网络端口的ESD保护
由于网络运用的分外性，网络端口是很随意马虎受外界旗子暗记的滋扰，以是系统的网络旗子暗记必须通过1:1的网络变压器往后，才能再接入到RJ45插座上。
如英创公司利用的一体化10Mbps/100Mbps网络接口HR871181A，1000Mbps网络接口HR851178C，内部均有1:1网络隔离变压器与共模电感线圈（如图8所示）。
这样可以有效地阻挡通讯线上的共模滋扰旗子暗记，同时也可以防止直流滋扰旗子暗记对系统网络驱动器的破坏。
图8 HR871181A内部事理图
其余，为了更进一步提高网络端口的ESD特性，可以合营设计专用的ESD保护器件，且在PCB设计时，ESD保护器件要尽可能靠近RJ45网络端口的引脚焊盘。如下图所示：
图9
图10
图9所示，为网络端口专用ESD保护器件在PCB板上，靠近RJ45网络端口引线。图10所示为ESMARC EVB电路中，针对网络端口设计的ESD保护器件。
末了，对付有金属外壳的RJ45网络插座，建议将金属外壳连接到设备安装现场的可靠安全接地点上。
如果无法担保现场的安全接地的可靠性，建议将RJ45的金属外壳通过一颗高压电容（如：102M/1KV）与板子的地平面相连接，如ESMARC EVB的处理办法。
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