1、引言

   本文档中的设计建议适用于所有以太网 PHY PCB 设计， 包括使用德州仪器 (TI) 以太网 PHY 的设计。遵循这些指 导原则很重要， 例如， 可以减少辐射、确保元件正常运行、最大限度地降低噪声和泄漏以及提高信号质量等。本文档可作为器件和元件数据表的补充检查清单。

2、PHY 设计检查清单

   下面列出了应对 PHY 设计审查的几个方面， 每个主题都列出了相关注意事项。在申请由其他工程师审查之前， 请按照下列主题进行通查。使用此检查清单指南， 您的意见、疑问和其他审查结果将会更快地获得解答。

⃞ DRC 错误检查

验证 DRC 规则是否准确， 并运行 DRC 错误检查。不应存在任何错误。如有 DRC 错误， 应更正后再继续。

⃞ 去耦电容

去耦电容应尽可能靠近 PHY 放置。通常建议最小的电容器最靠近 PHY 放置， 但请查看器件数据表， 确认此建议是否与特定于器件的建议一致。对于某些器件上的某些引脚， 数据表可能会建议将较大的电容器放置在更靠近PHY 的位置。

⃞ 时钟源

振荡器应尽可能靠近 PHY 放置。振荡器离 PHY 越远， 越有可能出现 PLL 噪声或超出规格范围。禁止用晶体驱动多个器件

⃞ RBIAS 电阻器 RBIAS 电阻器应靠近 PHY 放置。 （RBias电阻器的核心功能是设定芯片内部模拟电路所需的精确参考电流或偏置电压。决定了PHY内部许多关键模拟模块（如放大器、比较器等）的偏置条件。如果这个值不准，芯片内部的电流和电压状态就会偏离设计，可能导致功能异常，比如模拟环回（Analog Loopback）测试失败）

⃞ MDI 布线

每条 MDI 布线的总长度应小于 2000 mil(50.8mm)。对于 1G 传输， 匹配的布线长度应在 20 mil(0.508mm)以内， 对于 100M 或 10M 传输， 应在 50 mil(1.27mm)以内。 MDI 布线上的过孔和残桩数量应尽可能少。

典型阻抗应为 100 欧姆， 误差控制在 +/- 10% 以内。阻抗不匹配会降低吞吐量， 有时会严重到导致通信故障。不匹配会导致信号反射， 从而阻止最大功率在反射点的传输。 MDI 布线的阻抗可能需要调整， 以匹配电缆的阻抗。 使用电缆的数据表验证电缆阻抗。

假设 w 等于 MDI 布线的宽度， 位于同一层上的接地层应与 MDI 布线至少保持 3w 的距离。与 MDI 布线的优选距 离是 5w。设计在 MDI 布线和接地层之间采用这个距离可以防止不必要的容性阻抗。

MDI 布线和接地层间距示例

建议将连续接地层置于 MDI 布线下方。应仅在元件下方的布线上切断接地层或使其留出空隙。这类元件包括但不限于变压器/磁性元件、扼流圈、交流耦合电容器和 ESD 二极管。对于汽车应用， 推荐达到整层空隙， 但双层空隙是最低要求。 双层 空隙包括元件所在的层和下面的层。对于标准应用， 建议采用双层 空隙。对于大多数应用， 元件边缘和空隙边缘之间的距离应约为 20 mil(0.508mm)。某些应用可以距离较短， 而其他应用可能需要较大的距离。请根据设计的电磁兼容性 (EMC) 要求来确定最佳距离。

⃞ MII 布线

每条 MII 布线的总长度应小于 6000 mil(152.4mm)。对于 1G 传输， 匹配的布线长度应在 20 mil(0.508mm)以内； 对于 100M 或 10M 传输， 应在 50 mil(1.27mm)以内。 RX 布线必须与其他 RX 布线长度匹配， TX 布线必须与其他 TX 布线长 度匹配。 MII 布线上的过孔和残桩数量应尽可能少。 单端阻抗应为 50 欧姆 +/- 10%。 使用与上一主题相同的“w”定义， MII 布线周围的接地距离应至少为 3w。优选距离是 5w。

⃞ 信号路由

必须避免串扰。除非接地层被正确隔离， 否则任何信号都不应交叉。此外， 不同的差分对之间必须至少间隔 30 mil(0.762mm)。
如前所述， 布线应确保长度匹配。为了匹配布线长度， 可以使用不同的布线技术。建议对长度匹配的两端应用相同的技术。根据电路板不同部分的特征阻抗， 长度不匹配可能会产生额外的时序或信号质量问题。
放置信号过孔时， 建议将接地或返回过孔放置在附近， 以便形成一条短的接地路径。

⃞ 磁隔离

任何层的磁性元件下方均不应有金属。如果磁性元件下方需要金属， 则至少应由接地层隔开。具有集成磁性元件的 RJ45 连接器下方可以使用金属。 下图显示了磁性元件下方没有金属的布局示例。

磁性元件与金属的隔离

⃞ ESD 器件选型和布局

如果设计中使用 ESD 二极管， 请确保其工作电压范围足以提供信号传输所需的适当电压。请参阅 PHY 数据表以确认电压规格。

以下应用手册涵盖了特定于以太网的 ESD 指南和注意事项：

-特定于以太网的应用手册建议将保护器件放置在磁性元件的 PHY 侧， 而不是连接器侧。提出的建议之所以不同， 是因为以太网在连接器侧可能产生高共模电压摆幅。将保护器件放置在磁性元件的 PHY 侧， 可确保保护器件在非 ESD 高压期间不会失效。

⃞ 电源层

尽可能使用电源层以避免从电源到引脚的压降。如果电源层需要穿过多个层， 请使用多个过孔以避免电压下降。

⃞ 接地层

尽可能使用接地层， 并在整个电路板上使用拼接过孔， 从而实现较短的返回路径。 下图显示了接地过孔分布的示例。

⃞ 地面接地隔离

地面接地应与电路板的其余部分隔离至少 20mil(0.508)， 与所有层保持隔离。 下图显示了这方面的一个示例。

接地和地面接地隔离

这种隔离有一个例外情况， 即地面接地和常规接地应使用一个电容器和一个高阻值电阻器连接。建议使用 1MΩ或更大的电阻器.