USB?通用串行總線(英文：Universal?Serial?Bus，簡稱USB)是連接外部裝置的一個串口匯流排標準，在計算機上使用廣泛，但也可以用在機頂盒和游戲機上，補充標準On-The-Go(?OTG)使其能夠用于在便攜裝置之間直接交換資料。
USB元器件是指連接計算機和電子設備的小型連接器，通常用于傳輸數(shù)據(jù)、充電和連接外部設備。USB元器件的種類很多，包括USB電纜、USB集線器、USB接口、USB電容器、USB電阻器、USB晶體和USB開關等。本文主要展開介紹常見的USB接口其相關知識點。
一、USB接口介紹
USB是一種常見的外部設備連接標準，它采用菊花鏈形式，可以將多個外部設備連接到計算機上。USB插頭的數(shù)量可以根據(jù)不同的標準和設備而有所不同，但是在USB中，每個插頭都負責連接到計算機的一個系統(tǒng)管理信息區(qū)(SMB)，這個信息區(qū)通常位于USB插頭的頂部。
菊花鏈形式的USB允許多個設備同時連接到計算機，這些設備可以是鼠標、鍵盤、打印機、音箱等。在USB中，每個設備都有一個唯一的編號，通過對每個設備進行編號和識別，就可以實現(xiàn)對多個設備的管理和控制。
USB設備連接到計算機后，可以通過系統(tǒng)管理信息區(qū)進行通信和數(shù)據(jù)傳輸。USB設備可以使用USB 1.0、USB 2.0或USB 3.0等不同的傳輸速度標準，USB 3.0標準使用9針插頭，傳輸速度可以達到40Gbps，是USB 2.0標準的4倍以上。
二、USB接口引腳
1、傳輸速度
2、引腳說明
三、USB接口PCB設計
確定USB接口的電壓、電流和數(shù)據(jù)傳輸速度等參數(shù)后，可使用設計軟件進行PCB的原理圖設計。在設計過程中，需要考慮USB接口的布局、走線、濾波、屏蔽等因素，以確保PCB的電氣性能和信號完整性。
1、差分信號傳輸
USB接口采用差分信號傳輸方式，需要保證兩個差分線對之間的距離盡可能短，以減少信號干擾。差分線對之間的距離一般應小于5mil，長度差通?？刂圃?mil以內，特性阻抗90ohm。
2、對稱放置過孔
在PCB設計中，對稱放置過孔可以減少信號的串擾和干擾。對于差分線路，過孔應該盡量對稱放置，且不宜超過兩個。
3、平行走線
平行走線可以減少信號的串擾和干擾，因此在PCB設計中應盡量采用平行走線。
4、覆地隔離
在PCB設計中，覆地隔離可以減少地線的影響，提高信號質量。覆地與差分線的距離應大于20mil，避免互相干擾。
5、電源完整性
USB接口需要單獨的電源供電，因此需要保證電源的完整性。在PCB設計中，需要使用高質量的電源線和電容，以確保電源的穩(wěn)定性和完整性。
6、布局布線
在PCB設計中，需要合理布局布線，以減少信號的干擾和失真。布局布線應該盡量對稱、平行、緊密、無扭曲和折疊等。
四、USB接口可制造性設計
1、焊盤設計
貼片焊盤設計應能滿足目標器件腳位的長、寬和間距的尺寸要求，插件焊盤應注意引腳孔大小設計，孔徑大插件松動，孔徑小無法插入等問題。
2、阻抗疊層設計
阻抗疊層在電路板設計中，主要減少信號在傳輸過程中的損耗和干擾，合理設置線路板的層數(shù)、阻抗線寬線距、介質厚度，才能滿足阻抗要求值。
3、線寬、線距設計
在設計USB接口的線寬、線距時，需要考慮到制造和維護的成本，以及產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和良品率。
使用華秋DFM軟件，可以檢查最小線寬、線距，焊盤的大小，阻焊橋，以及是否漏引腳孔等多項工藝問題，還可以提前預防USB連接器的PCB是否存在可制造性問題等。
華秋DFM軟件是國內首款免費PCB可制造性和裝配分析軟件，擁有300萬+元件庫，可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能，開發(fā)了19大項，52細項檢查規(guī)則，PCBA組裝的分析功能，開發(fā)了10大項，234細項檢查規(guī)則。
基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題，能幫助設計工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題，且能夠滿足工程師需要的多種場景，將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低，減少成本。
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