飞凌连载-NXP iMX8MQ设计底板硬件指南

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