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飞凌连载-NXP iMX8MQ设计底板硬件指南

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-12-31 18:01:00   浏览次数:63
核心提示:2020年12月31日关于飞凌连载-NXP iMX8MQ设计底板硬件指南的最新消息:本文以飞凌嵌入式OKMX8MQ-C开发板为基础讲解,其它iMX8MQ品牌产品请参考使用,本文旨在为依托飞凌FETMX8MQ-C核心板自行设计底板的用户提供设计指导,提示在iMX8M


本文以飞凌嵌入式OKMX8MQ-C开发板为基础讲解,其它iMX8MQ品牌产品请参考使用,本文旨在为依托飞凌FETMX8MQ-C核心板自行设计底板的用户提供设计指导,提示在iMX8MQ产品设计过程中的注意事项,辅助理解设计要点,帮助规避可能遇到的问题。 本期主要介绍9-15节,详情请参照iMX8MQ设计指南。

iMX8MQ 设计指南:

1、核心板电源

2、底板电源

3、BOOT启动部分电路

4、SYS_nRST和ONOFF按键

5、调试串口

6、TF卡电路

7、OTG电路

8、USB_HUB电路

9、千兆网电路

10、HDMI部分电路

11、PCIE部分电路

12、4G部分电路

13、MIPI_DSI/CS

14、SPI转CAN部分电路

15、没有用到的引脚处理方式

注:本文介绍核心板为FETMX8MQ-C核心板;底板为 OKMX8MQ开发板(采用底板+核心板 分离结构)中的底板。

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接上篇:https://www.forlinx.com/article-new-c22/609.html

正文开始:

9、千兆网电路

i.MX8MQ核心板上信号线做了分组等长,等长规则为25mil。客户自行设计底板时请注意以下事项:

1、 R124必须选择2.37K_1%的精密电阻,靠近PHY芯片放置;

2、 ENET_MDIO需加1.5K上拉电阻,ENET_MDC可以不加;

3、 PHYADDR0、PHYADDR1为AR8031 PHY地址配置引脚,为了不修改软件,建议直接参考开发板;MODE0、MODE1、MODE2、MODE3为PHY芯片模式选择,建议参考iMX8MQ 开发板。LED部分配置请参考AR8031手册3.7 LED interface章节,下图为默认状态:

4、 滤波和退耦电容C107、C108、C103、C104、C105、C106、C113、C112、C114、C115需靠近PHY芯片放置,如下图所示:

5、 VDD3V3、AVDD3V3、AVDDL需加磁珠进行隔离,电源走线尽量加粗,请参考开发板设计。

6、 核心板RGMII接口IO电平为2.5V,因此AR8031芯片的29引脚VDDIO_REG和10引脚VDDH_REG需要短接,以将AR8031的IO电平配置为2.5V。

7、 电感L5靠近PHY芯片摆放,C109、110靠近L5摆放。如下图所示:

8、 网络变压器的中心抽头需接电容到GND,开发板使用的是内置网络变压器的网口座,内部集成了100nF电容,如果用户使用外置网络变压器,则需自己加上100nF电容。如下图所示:

9、 差分传输线上的ESD需使用低电容器件,否则会导致千兆通讯不稳定。

10、PHY芯片尽量靠近网口座摆放,以缩短差分链路走线;四对差分线建议做等长处理,等长要求≤1000mil,阻抗控制为100ΩDifferential ±10%,如下图所示:

11、PCB层叠参考开发板设计,采用4层板,表层走线,走线相邻层内层为参考GND,剩余内层为VCC。如下图所示:

12、该部分原理图及PCB建议直接复制开发板,如需改动,请按照上述检查点进行检查。

10、HDMI部分电路

i.MX 8MDQLQ提供了能够支持HDMI2.0兼容输出的HDMI发送器。

下图为HDMI部分线路连接图:

对于HDMI输出,每个高速输出对的正极和负极上的604电阻通过FET接地。 该FET的栅极应连接至HDMI传输电路(VDD_PHY_1V8)的1.8 V电源。 当HDMI传输电路断电时,这将自动断开电阻。 尽管单个FET足以实现功能,但每个信号的专用FET可以在信号之间提供更好的隔离,并使串扰最小化。这部分电路是为了更好的兼容HDMI2.0,用户需参考开发板设计,否则会出现兼容性问题。

1、在进行PCB Layout时将604下拉电阻器直接放在信号线上,如下图所示:

2、差分线路阻抗控制位100ΩDifferential ±10%。

3、核心板上对数据线对间等长规则为≤100mil,建议底板保证同样的等长要求。

4、ESD器件靠近HDMI插座摆放。

11、PCIE部分电路

MIMX8MQ6CVAHZAB芯片具有两个PCIE接口。每个都有一对名为PCIEx_REF_PAD_CLK_P / N的引脚。这些引脚用于从外部时钟源向PHY馈入100 MHz参考时钟。它们是仅输入引脚,不能输出时钟。请勿将它们连接到PCIE连接器或PCIE设备。

PCIE时钟产生器芯片(即Si52112)用于向PHY和连接器/设备提供高质量的时钟。如果没有PCIE时钟发生器,请使用芯片的内部时钟作为PHY的时钟源。内部时钟可以从CLK2_P / N(球T22和U22)输出,以向连接器/设备提供时钟。内部时钟的抖动比PCIE时钟发生器的抖动大。

为了支持PCIE L1.1和L1.2 PM子状态,进入和退出这两种状态都需要一个双向漏极开路时钟请求(CLKREQ#)信号。这可以通过将GPIO(配置为漏极开路)直接连接到PCIE外设和时钟发生器的CLKREQ#信号来实现。下图为连接示意图:

下图为参考原理图:

1、时钟线阻抗控制为100ΩDifferential ±10%,数据收发线阻抗控制为85ΩDifferential ±10%。

2、来自处理器的差分发射器必须是交流耦合的,在PCIE_TXP和PCIE_TXN输出上都使用0.1 F电容。

3、OKMX8MQ-C电路板设计使用器件Si52112。但是飞凌不推荐任何一家供应商,也不建议这是唯一的时钟发生器供应商,使用的设备应支持所有规格(抖动,精度等)。

12、4G部分电路

开发板默认支持华为ME909S 4G模块,硬件设计请参考用户资料/硬件资料/数据手册中的《HUAWEI ME909s Series LTE Mini PCIe Module Hardware Guide-(V100R001_01, English)》。

13、MIPI_DSI/CSI

1、 核心板没有输出1.5V、1.8V、2.8V电源,因此底板如果需要用到MIPI_CSI和MIPI_DSI功能时,需要用户自己设计LDO电路。

2、 核心板I2C接口为3.3V电平,因此需要做电平转换,可以参考开发板设计。

3、 MIPI_CSI和MIPI_DSI信号线在核心板分组等长,分为MIPI_CSI1、MIPI_CSI2、MIPI_DSI,组内等长规则为≤100mil,因此底板建议与核心板保持一致。

4、 数据线阻抗控制为100ΩDifferential。

14、SPI转CAN部分电路

由于U13(MCP2551)供电电压为VDD_5V,U13端的IO高电平为5V,而U14端的IO高电平为3.3V,存在电平匹配问题。用户需要参考开发板设计,进行电平匹配。

15、没有用到的引脚处理方式

下表展示了FETMX8MQ-C核心板引脚处理方式:

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连载:连载-iMX8MQ设计底板硬件指南-第一章

 
关键词: 时钟 电路 底板


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