【技术分享】关于以太网丢帧问题的技术分享1-PCB跨层影响

只看该作者 · 2023-10-11 09:26

本帖最后由 peterLaw 于 2023-10-11 14:37 编辑

#申请原创# @21小跑堂
近期做以太网通讯相关的设计，使用的芯片是裕太YT8521SH-CA芯片，原理图如下：

最终PCB设计出来，网口通讯丢帧高达35%，这可让我一筹莫展，一般情况下不应该丢帧这么严重。下面经过我不断的排查以及咨询相关方后，找到问题点在于我的PCB布局，下面一起进行详细分析梳理，**大家尽量规避！
主要问题：以太网通讯线干扰问题，下面我详细展开分析一下：
首先，以太网RGMII通讯接口线如下：

对于以太网通讯来说，RGMII通讯线缆等长能够保证数据同时达到MCU从而保证信号响应，其实一般PCB设计时等长控制在5mil以内其实就算可以的，那我的干扰源是从哪里来的呢？下面看图我详细给大家说一下PCB上干扰源的来源：先上我的PCB布局图
正图

背图

红色的图片是正面以及电源层（正图），蓝色的图片是背面以及电源层（背图），而且都是以电源层面进行的参考讲述。
通过正图和背图可以看到RGMII通讯线路径经过了1.8V电源层和3.3V电源层，重点是背面通讯线是以电源层进行的参考设计，
他跨了1.8V和3.3V这个就是跨层布线了，跨层布线就导致传输信号收到干扰。当然正面相对好一点，主要是正面是以GND层
（没有显示出来）进行的参考相对好一些，所以高频信号布线一定不要跨层布线。

今天就先说这个问题，下次针对丢帧的其他细节再给大家分享！

只看该作者 · 2023-10-11 14:28

确实这个高频走线需要注意细节，就是对于不同参考层的影响是哪里来的？

只看该作者 · 2023-10-11 14:33

高频信号走线一定要固化参考层，避免参考层变化对高频信号的影响！

1万 · 2023-10-12 08:25

你这是4层板？叠层没看到，还有一般都是地平面作为参考，还有楼主可以分享一下你丢帧率是怎么测的。

只看该作者 · 2023-10-12 11:07

本帖最后由 peterLaw 于 2023-10-12 11:09 编辑

cooldog123pp 发表于 2023-10-12 08:25
你这是4层板？叠层没看到，还有一般都是地平面作为参考，还有楼主可以分享一下你丢帧率是怎么测的。 ...

丢帧频率是拿网口进行收发测试的，连续测试1小时看丢帧数量，我的是4层板，GND层我隐藏了，正面是GND参考，，主要是板子小，RGMII信号上下穿层导致参考面发生变化，问题发生

只看该作者 · 2023-10-13 09:40

35%的丢包率很高了。
不好我不搞硬件设计！
看着都头痛

只看该作者 · 2023-10-13 15:19

确实高频信号走线一定要注意！

只看该作者 · 2023-10-16 18:03

严格来讲是跨平面而不是跨“层”

楼主后来改版验证了吗？

只看该作者 · 2023-10-23 11:25

本帖最后由 zlf1208 于 2023-10-23 15:26 编辑

找问题要找源头，要找根本原因。通常，要解决问题，可以从人机料法环等几方面进行分析。针对楼主的问题，人和法存在问题，机料环可以或略。

先说人的问题：
楼主明知网络信号是高速电路，还要随意走线，网上有那么多人的经验可以学习，偏偏在layout之前不做功课，一定要等到撞墙了才愿意静下心来分析失败的原因，并且还找不到问题的根本原因。

再说法即方法的问题：
做事都要有正确的方法，方法错了，结果肯定不会好，楼主没有养成在做事前先必须确保方法是对的才下手的习惯，而是不管三七二十一干了再说，如果碰巧结果对了，就以为自己水平高，结果不对就挠头找问题。

所以从这个项目中，楼主最应该总结的应该是方法，怎么样从一开始就把事情做对，其次才是pcb。