usb3.0信号的仿真和布线设计要求

usb3.0规范中针对usb3.0的连接器，线缆，发送端，接收端都制定了电气规则。
差分插入损耗(Differential Insertion Loss)
差分插入损耗（differential insertion loss），SDD12，测试通过匹配线缆组件（mated cableassembly）所传输的差分信号能量（differential signal energy）。图 5-23 显示了差分插入损耗极限（differential insertion loss limit），它已经被使用 90-Ω 的差分阻抗（differential impedance）所规范化过（normalized），并由下列顶点（vertices）所定义： (100 MHz, -1.5 dB), (1.25 GHz, -5.0dB), (2.5 GHz, -7.5 dB), 以及 (7.5 GHz, -25 dB)。测量到的匹配线缆组件（mated cable assembly）的差分插入损耗（ differential insertion loss）必须不能超过差分插入损耗极限（ differential insertion loss limit）。

超高速信号对间的差分近端串扰(Differential Near-End Crosstalk
Between SuperSpeed Pairs）
差分互扰（differential crosstalk）测量在差分信号对（differential pairs）之间不想要的耦合（unwanted coupling）。对于超高速而言，由于 Tx 信号对紧邻（right next to） Rx 信号对，只指定了差分近端串扰(differential near-end crosstalk (DDNEXT))，显示在图 5-24 中，参考与一个90-Ω 的差分阻抗（differential impedance）。如果其 DDENXT 不超过图 5-24 中显示的极限，则匹配线缆组件（mated cable assembly）满足 DDNEXT 的要求。定义了 DDNEXT 极限的顶点是：(100 MHz, -27 dB), (2.5 GHz,-27 dB), (3 GHz,-23 dB) 以及 (7.5GHz, -23 dB)。

超高速信号对和 D+/D-之间的差分串扰 (Differential Crosstalk Between D+/D- and SuperSpeed Pairs)
在 D+/D-信号对和超高速信号对(SSTX+/SSTX- 或 SSRX+/SSRX-)之间的差分近端和远端串扰（differential near-end and far-end crosstalk）应该被管理得不超过图 5-25 所显示的极限；定义 DDNEXT 和 DDFEXT 极限的顶点是：
(100 MHz, -21 dB), (2.5 GHz,-21 dB), (3.0 GHz,-15 dB) 以及 (7.5 GHz, -15 dB)。参考差分阻抗（differential impedance）应该是 90 Ω。

发送端的标准电气参数：

所有的测试都是在测试点(TP1)处进行的，且在使用兼容性参考均衡器传输函数（compliance reference equalizer transfer function）（在下节将描述之）处理测试数据之后，应用了 Tx 规范。

眼图波罩（eye mask）是使用第 6.4.4 节所描述的兼容性数据模式（DJ 用 CP0， RJ 用 CP1）
测量得到的。眼高（Eye height）被测量连续 106 个 UI。抖动被推论（extrapolated）是 106 个
UI 达到 10-12BER。

接收端电气参数

USB 3.0 允许使用接收器均衡（receiver equalization）来满足系统时序（timing）和电压
（voltage）边界（margins）。对于较长线缆和通道，（眼图的）眼睛在 Rx 端是闭合的，因此如
果不先应用均衡函数的话就没有有意义的(眼图的)眼睛。

表 6-14 中的值只是参考性的（informative），不是标准要求的（normative）。它们被包含在
本文档中，以提供一些对于表 6-13 中关于接收器设计和开发的标准要求之外的引导。

仿真验证使用sigrity提取USB3.0信号线的S参数，导入到ADS软件中做串行仿真测试。


眼图模板计算：
ADS中眼图的纵坐标表示幅值；

横坐标表示信号一个单位的位宽，单位为1个UI。


脉冲宽度（单个完整波形）0.9-0.66（总允许的抖动）=0.34就是横向宽度。

usb3.0布线设计指导：
USB3.0两对差分对TX+/-和RX+/-的信号速率为5Gbps，D+/-是向下兼容usb2.0/1.1/1.0,最高速率为480Mbps。

 整体布局时， USB座尽量靠近RK3568放置， 尽量缩短走线。
 MULTI_PHY_AVDD_0V9/1V8电源的去耦电容务必放在对应的电源管脚背面。
 SSTXP/N和SSRXP/N尽量走在TOP层， 必须要换层时， 不得超过2个过孔， 并靠近信号过孔放置
对称的缝合地孔， 缝合地孔和信号过孔中心距不得超过30mil， 走线拐角尽量用弧线或者钝角，
不能为直角或锐角。
 SSTXP/N， SSRXP/N信号的参考层需要为完整的地平面，避免出现连续的过孔阻断信号的回流
路径的情况
 AC耦合电容请对称放置并靠近USB连接座
 USB3座子的焊盘和AC耦合电容的焊盘的下方必须挖空一层来保证阻抗的连续性， 挖空的大小，
不小于封装焊盘尺寸

 如果有长距离走线， 建议考虑一下PCB玻璃纤维编织效应， 有条件的尽量避免长距离一个方向
走线， 建议修改成10度的旋转走线方式， 或如图折线。

高速走线注意的是细节，优化之后的走线，比如等长，添加回流地孔，焊盘下面隔层参考等。


仿真的眼图为：对比之前眼高眼宽都有改善，表格参数更直观。

对比S参数：（蓝色线为优化之后的S参数，红色线为没有优化）