上世纪70年代以太网诞生了，开展至现在咱们对它并不生疏，浮现在现代化日子的每一个旮旯，或许正因它的无所不在让其带着奥秘的颜色，今日咱们将从其间一个视点揭开其奥秘的面纱。
咱们如今运用的网络接口均为以太网接口，现在大部分处理器都支撑以太网口。现在以太网依照速率首要包含10M、10/100M、1000M三种接口，10M使用现已很少，根本为10/100M所替代。现在我司产品的以太网接口类型首要选用双绞线的RJ45接口，且根本使用于工控范畴，因工控范畴的特殊性，所以咱们对以太网的器材选型以及PCB规划适当讲究。从硬件的视点看，以太网接口电路首要由MAC(Media Access Controlleroler)操控和物理层接口(Physical Layer，PHY)两大部分构成。大部分处理器内部包含了以太网MAC操控，但并不供给物理层接口，故需外接一片物理芯片以供给以太网的接入通道。面临如此杂乱的接口电路，信任各位硬件工程师们都想知道该硬件电路如安在PCB上完成。
下图 1以太网的典型使用。咱们的PCB规划根本是依照这个框图来布局布线，下面咱们就以这个框图详解以太网有关的布局布线关键。
图 1 以太网典型使用
1. 图 2网口变压器没有集成在网口衔接器里的参阅电路PCB布局、布线图，下面就以图 2介绍以太网电路的布局、布线需注意的关键。
图 2变压器没有集成在网口衔接器的电路PCB布局、布线参阅
a) RJ45和变压器之间的间隔尽或许的短，晶振远离接口、PCB边际和其他的高频设备、走线或磁性元件周围，PHY层芯片和变压器之间的间隔尽或许短，但有时为了保全全体布局，这一点或许比较难满意，但他们之间的间隔最大约10~12cm，器材布局的原则是一般依照信号流向放置，切不可绕来绕去;
b) PHY层芯片的电源滤波依照要芯片要求规划，一般每个电源端都需放置一个退耦电容，他们可认为信号供给一个低阻抗通路，减小电源和地平面间的谐振，为了让电容起到去耦和旁路的效果，故要确保退耦和旁路电容由电容、走线、过孔、焊盘组成的环路面积尽量小，确保引线电感尽量小;
c) 网口变压器PHY层芯片侧中心抽头对地的滤波电容要尽量接近变压器管脚，确保引线最短，散布电感最小;
d) 网口变压器接口侧的共模电阻和高压电容接近中心抽头放置，走线短而粗(≥15mil);
e) 变压器的两头需求割地：即RJ45衔接座和变压器的次级线圈用独自的阻隔地，阻隔区域100mil以上，且在这个阻隔区域下没有电源和地层存在。这样做切割处理，便是为了到达初、次级的阻隔，操控源端的搅扰经过参阅平面耦合到次级;
f) 指示灯的电源线和驱动信号线相邻走线，尽量减小环路面积。指示灯和差分线要进行必要的阻隔，两者要确保满足的间隔，如有空间可用GND离隔;
g) 用于衔接GND和PGND的电阻及电容需放置地切割区域。
2. 以太网的信号线是以差分对(Rx±、Tx±)的方式存在，差分线具有很强共模按捺才能，抗搅扰才能强，可是假如布线不妥，将会带来严峻的信号完好性问题。下面咱们来逐个介绍差分线的处理关键：
a) 优先制作Rx±、Tx±差分对，尽量坚持差分对平行、等长、短距，防止过孔、穿插。因为管脚散布、过孔、以及走线空间等要素存在使得差分线长易不匹配，时序会产生偏移，还会引进共模搅扰，下降信号质量。所以，相应的要对差分对不匹配的状况作出补偿，使其线长匹配，长度差一般操控在5mil以内，补偿原则是哪里呈现长度差补偿哪里;
b) 当速度要求高时需对Rx±、Tx±差分对进行阻抗操控，一般阻抗操控在100Ω±10%;
c) 差分信号终端电阻(49.9Ω，有的PHY层芯片或许没有)有必要接近PHY层芯片的Rx±、Tx±管脚放置，这样能更好的消除通讯电缆中的信号反射;
d) 差分线对上的滤波%&&&&&%有必要对称放置，不然差模或许转成共模，带来共模噪声，且其走线时不能有stub ，这样才能对高频噪声有杰出的按捺才能。
3. 变压器集成在衔接器的以太网电路的PCB布局、布线较不集成的相对简略许多，下图 3是选用一体化衔接器的网口电路的PCB布局、布线参阅图：
图 3一体化衔接器的网口PCB布局、布线参阅图
从上图能够看出，图 3和图 1的不同之处在于少了网口变压器，其它大体相同。不同之处首要表现在网口变压器已集成至衔接器里，所以地平面无需进行切割处理，但咱们仍然需求将一体化连机器的外壳衔接到接连的地平面上。
以太网布局布线方面的要大致就这些，好的PCB布局布线不只能够确保电路功能，还能够进步电路功能，笔者水平有限，不足之处欢迎纠正沟通。
