1.1 概述 ESD：Electro-Static discharge的簡(jiǎn)稱(chēng)，意思是“靜電釋放”。靜電是一種自然現(xiàn)象，通常通過(guò)接觸、摩擦、電器間感應(yīng)等方式產(chǎn)生，其特點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間積聚、高電壓(可以產(chǎn)生幾千伏甚至上萬(wàn)伏的靜電)、低電量、小電流和作用時(shí)間短的特點(diǎn)，常常造成電子電器產(chǎn)品運(yùn)行不穩(wěn)定，甚至損壞。（文末附《RK3588 PCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)白皮書(shū)》下載入口） EMI：Electromagnetic Interference的簡(jiǎn)稱(chēng)，直譯是電磁干擾；在高速PCB及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，高頻信號(hào)線、集成電路的引腳、各類(lèi)接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內(nèi)其他子系統(tǒng)的正常工作。 EMC：Electro Magnetic Compatibility的簡(jiǎn)稱(chēng)，也稱(chēng)電磁兼容，各種電氣或電子設(shè)備在電磁環(huán)境復(fù)雜的共同空間中，以規(guī)定的安全系數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求的正常工作能力。 本章對(duì)于 RK3588產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的 ESD/EMI防護(hù)設(shè)計(jì)及EMC的設(shè)計(jì)檢查給出了建議，幫助大家更好的提高產(chǎn)品的抗靜電、抗電磁干擾水平。 RK3588PCB設(shè)計(jì)指導(dǎo)白皮書(shū)專(zhuān)題頁(yè)? www.hqpcb.com/act/rk3588pcb.html?hq_source=rk3588

1.2 ESD防護(hù)設(shè)計(jì) 1、模具上做隔離：接插件能內(nèi)縮的盡量?jī)?nèi)縮于殼體內(nèi)，讓靜電釋放到內(nèi)部電路上的距離變長(zhǎng)，能量變?nèi)?，測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)由接觸放電條件變?yōu)榭諝夥烹姷取?2、在PCB布局時(shí)做好敏感器件的保護(hù)、隔離，一些敏感模塊如射頻、音頻、存儲(chǔ)器可以添加屏蔽罩。 3、布局時(shí)盡量將RK3588芯片及核心部件放在PCB中間，不能放在PCB中間的，需要保證屏蔽罩離板邊至少2MM以上的距離，且要保證屏蔽罩能夠可靠接地。 4、應(yīng)該按功能模塊及信號(hào)流向來(lái)布局PCB, 各個(gè)敏感部分相互獨(dú)立，對(duì)容易產(chǎn)生干擾的部分最好能 隔離，比如DCDC開(kāi)關(guān)電源模塊等。 5、要求合理擺放應(yīng)對(duì)ESD器件，一般要求擺在源頭，即ESD器件擺放在接口處或靜電釋放處，走線時(shí)先經(jīng)過(guò)靜電器件之后再打孔引出，如圖9-1所示。

6、元件布局遠(yuǎn)離板邊且距插接件有一定距離，一般建議布局板邊至少20mil，接插件40mil以上。 7、PCB表面一定要有良好的GND回路，各接插件在表層都要有較好的GND連接回路。有加屏蔽罩的應(yīng)盡量跟表層地相連，并在屏蔽罩焊接處多打地孔接地。要做到這一點(diǎn)，就要求各個(gè)連接座部分在表層不要走線，也不要出現(xiàn)大范圍切斷表層銅皮的走線。 8、表層板邊不走線且多打地孔，必要時(shí)要做好信號(hào)跟地之間的隔離，如圖9-2所示。

9、如果有經(jīng)連接器實(shí)現(xiàn)板對(duì)板連接時(shí)，建議全部信號(hào)串接一定阻值的電阻(2.2ohm-10ohm之間，具體以能滿足SI測(cè)試為準(zhǔn))，以及預(yù)留TVS器件，可提升抗靜電浪涌能力。 10、RK3588 nPOR管腳的100nF電容必須靠近管腳放一個(gè)8/16mil的地過(guò)孔，空間允許建議打兩個(gè)以上，更良好的接地。 11、關(guān)鍵信號(hào)比如Reset、時(shí)鐘、中斷等敏感信號(hào)與板邊距離不得小于5mm，走線下方需要有參考平面，避免出現(xiàn)邊緣效應(yīng)，如圖9-3所示。

12、在PCB板空白多露銅，以便加強(qiáng)靜電釋放效果，或者便于增加加泡棉等補(bǔ)救措施，如圖9-4所示。

13、其它外圍芯片如果有帶Reset管腳，建議增加100nF電容必須靠近管腳，電容的地焊盤(pán)必須有一個(gè)8/16mil地過(guò)孔，空間允許建議打兩個(gè)以上，更良好的接地，如圖9-5所示。

14、從PCB上進(jìn)行隔離，讓靜電只能釋放在部分區(qū)域，比如座子地管腳單獨(dú)過(guò)孔和內(nèi)層的地層連接，對(duì)表層的PCB進(jìn)行Keepout，表層的地銅皮和管腳盡量遠(yuǎn)離，即讓敏感信號(hào)遠(yuǎn)離靜電易放電區(qū)域（表層地銅皮）等等，如圖9-6所示，在表層隔離HDMI信號(hào)與GND的距離。

1.3 EMI防護(hù)設(shè)計(jì) 1、電磁干擾三要素：干擾源、耦合通道及敏感設(shè)備，如圖9-7所示，我們不能處理敏感設(shè)備，所以處理EMI就只能從干擾源跟耦合通道入手。解決EMI問(wèn)題，最好的方式就是消除干擾源，消除不了的就想辦法切斷耦合通道或者避免天線效應(yīng)；

2、PCB上干擾源一般很難完全消除，可以通過(guò)濾波、接地、平衡、阻抗控制，改善信號(hào)質(zhì)量(如端 接）等方法來(lái)應(yīng)對(duì)。各種方法一般會(huì)綜合運(yùn)用，但良好的接地是最基本的要求。 3、常用應(yīng)對(duì)EMI材料有屏蔽罩、專(zhuān)用濾波器、電阻、電容、電感、磁珠、共模電感/磁環(huán)、吸波材料、展頻器件等。 4、濾波器選擇原則：若負(fù)載（接收器）為高阻抗（一般的單端信號(hào)接口都是高阻抗，比如SDIO、RBG、CIF等），則選擇容性濾波器件并入線路；若負(fù)載（接收器）為低阻抗（比如電源輸出接口），則選擇感性濾波器件串入線路。使用濾波器件后不能使信號(hào)質(zhì)量超出其SI許可范圍。差分接口一般使用共模電感來(lái)抑制EMI。 5、PCB上屏蔽措施需良好接地，不然可能會(huì)引起輻射泄露或者屏蔽措施形成了天線效應(yīng)，連接器的屏蔽需符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 6、RK3588展頻的能分模塊使用。展頻的程度需根據(jù)相關(guān)部分對(duì)信號(hào)的要求而定。具體措施見(jiàn)RK3588展頻說(shuō)明。 7、所有時(shí)鐘串接的匹配電阻，建議保留，提供匹配阻抗，提高信號(hào)質(zhì)量的改善措施。 8、DC電源輸入處，有條件可預(yù)留電源共模電感或EMI濾波器。 9、USB、HDMI、VGA、屏連接座等接口處增加預(yù)留共模電感或?yàn)V波電路。 10、有加散熱器時(shí)，要注意散熱器也有可能耦合EMI能量，產(chǎn)生輻射，在選用散熱器時(shí)除了滿足熱設(shè)計(jì)要求，還應(yīng)滿足EMI測(cè)試要求。散熱器要預(yù)留接地條件，當(dāng)有需要接地時(shí)，將散熱器接地，此處不好明確接地點(diǎn)個(gè)數(shù)及怎么選擇接地點(diǎn)，需要第一個(gè)版本硬件在實(shí)驗(yàn)室實(shí)際測(cè)試時(shí)依據(jù)實(shí)際情況整改。 11、EMI跟ESD對(duì)LAYOUT的要求有高度一致性，前述ESD的LAYOUT要求，大部分適用于EMI防護(hù)。另外增加下面的要求： A、盡量保證信號(hào)完整性。 B、差分線要做好等長(zhǎng)及緊密耦合，保證差分信號(hào)的對(duì)稱(chēng)性，以盡量減少差分信號(hào)的錯(cuò)位，避免轉(zhuǎn)化成引起EMI問(wèn)題的共模信號(hào)，如圖9-8所示。

C、有插件器件等帶金屬殼器件的元件，應(yīng)避免耦合干擾信號(hào)從而輻射。也要避免器件的干擾信號(hào)從殼體耦合到其他信號(hào)線。 D、所有時(shí)鐘串接的匹配電阻靠近CPU端（源端），CPU管腳和電阻之間走線必須控制在400mil以?xún)?nèi)。 E、如果PCB超過(guò)4層板，建議讓所有時(shí)鐘信號(hào)盡量走內(nèi)層。 F、防止電源輻射，電源層覆銅必須內(nèi)縮，以一個(gè)H（電源和地之間的介質(zhì)厚度）為單位，建議內(nèi)縮20H，我們要求地平面大于電源或信號(hào)層，這樣有利于防止對(duì)外輻射干擾和屏蔽外界對(duì)自身的干擾，（一般情況下在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候把電源層比地層內(nèi)縮1mm即可，不然嚴(yán)格去滿足20H的話會(huì)導(dǎo)致PCB走線不方便，如圖9-9所示。）

1.4 EMC設(shè)計(jì)檢查建議 按照設(shè)計(jì)流程，一個(gè)產(chǎn)品Layout完成之后，需要進(jìn)入嚴(yán)格的評(píng)審環(huán)節(jié)，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否滿足ESD或者EMI防護(hù)設(shè)計(jì)要求，撇開(kāi)原理圖設(shè)計(jì)，PCB設(shè)計(jì)一般需要我們從PCB布局和PCB布線兩個(gè)方面進(jìn)行審查，本小節(jié)就這兩方面的檢查做了建議，讀者可以此作為審核PCB Layout人員的PCB的參考標(biāo)準(zhǔn)。 EMC設(shè)計(jì)布局檢查建議: 1、整體布局檢查建議 ① 模擬、數(shù)字、電源、保護(hù)電路要分開(kāi)，立體面上不要有重疊。 ② 高速、中速、低速電路要分開(kāi)。 ③ 強(qiáng)電流、高電壓、強(qiáng)輻射元器件遠(yuǎn)離弱電流、低電壓、敏感元器件。 ④ 多層板設(shè)計(jì)，必須要有單獨(dú)的電源平面和地平面。 ⑤ 對(duì)熱敏感的元件（含液態(tài)介質(zhì)電容、晶振）盡量遠(yuǎn)離大功率的元器件、散熱器等熱源。 2、接口與保護(hù)布局檢查建議 ① 一般電源防雷保護(hù)器件的順序是：壓敏電阻→保險(xiǎn)絲→抑制二極管→EMI濾波器→電感或者共模電感，對(duì)于原理圖缺失上面任一器件進(jìn)行順延布局。 ② 一般對(duì)接口信號(hào)的保護(hù)器件的順序是：ESD(TVS管)→隔離變壓器→共模電感→電容→電阻，對(duì)于原理圖缺失上面任一器件進(jìn)行順延布局。 ③ 電平變換芯片（如RS232）要靠近連接器的位置(如串口)放置。 ④ 易受ESD干擾的器件，如NMOS、CMOS器件等，要盡量遠(yuǎn)離易受ESD干擾的區(qū)域（如單板的邊緣區(qū)域）。 3、時(shí)鐘電路布局檢查建議 ① 時(shí)鐘電路的濾波器(盡量采用“∏”型濾波)要靠近時(shí)鐘電路的電源輸入管腳。 ② 晶體、晶振和時(shí)鐘分配器的布局要注意遠(yuǎn)離大功率的元器件、散熱器等發(fā)熱的器件。 ③ 晶體、晶振和時(shí)鐘分配器與相關(guān)的IC器件要盡量靠近。 ④ 晶振距離板邊和接口器件要大于1inch的距離。 4、開(kāi)關(guān)電源布局檢查建議 ① 開(kāi)關(guān)電源要遠(yuǎn)離AD\DA轉(zhuǎn)換器、模擬器件、敏感器件、時(shí)鐘器件。 ② 嚴(yán)格按照原理圖的要求進(jìn)行布局，不要將開(kāi)關(guān)電源的電容隨意放置。 ③ 開(kāi)關(guān)電源布局要緊湊，輸入\輸出要分開(kāi)。 5、電容與濾波器件布局檢查建議 ① 原則上每個(gè)電源管腳放置一個(gè)0.1uf的小電容、一個(gè)集成電路放置一個(gè)或多個(gè)10uf大電容，可以根據(jù)具體情況進(jìn)行增減。 ② 電容務(wù)必要靠近電源管腳放置，而且容值越小的電容要越靠近電源管腳。 ③ EMI濾波器要靠近芯片電源的輸入口。 6、疊層檢查建議 ① 多層板（四層以上）至少有一個(gè)連續(xù)完整的地平面用來(lái)控制PCB的阻抗和信號(hào)質(zhì)量。 ② 電源平面和地平面靠近放置。 ③ 疊層盡量避免兩個(gè)信號(hào)層相鄰，如果相鄰加大兩個(gè)信號(hào)層的間距，并且布線時(shí)應(yīng)該錯(cuò)位布線，不能重疊布線，否側(cè)后期布線可能會(huì)引起串?dāng)_的產(chǎn)生。 ④ 避免兩個(gè)電源平面相鄰，特別是由于信號(hào)層鋪電源而導(dǎo)致的電源平面相鄰。 ⑤ 外層鋪地。 7、其他設(shè)計(jì)檢查建議 ① 整機(jī)設(shè)計(jì)為浮地設(shè)備時(shí)，建議各接口不要分地設(shè)計(jì)。 ② 機(jī)器外殼為金屬時(shí)，電源是三孔，要求金屬外殼必須良好連接大地。 1.5 EMC設(shè)計(jì)布線檢查建議 1、整體布線檢查建議 ① 關(guān)鍵信號(hào)線走線避免跨分割我們PCB中的信號(hào)都是阻抗線，是有參考的平面層，對(duì)于設(shè)計(jì)的關(guān)鍵信號(hào)避免跨分割的現(xiàn)象出現(xiàn)，否則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)阻抗的突變，導(dǎo)致信號(hào)完整性問(wèn)題的出現(xiàn)。如圖9-10，描述了信號(hào)跨分割的現(xiàn)象。

② 相同功能的總線要并行走、中間不要夾叉其它信號(hào)，如果空間允許可以進(jìn)行包地處理。 ③ 關(guān)鍵信號(hào)線走線避免“U”型或“O”型。 ④ 關(guān)鍵信號(hào)線走線不要人為的繞長(zhǎng)(以最短路徑進(jìn)行走線)。 ⑤ 關(guān)鍵信號(hào)線需要距離邊沿和接口400mil以上。 ⑥ 晶振下面所有層都不能走線。 ⑦ 開(kāi)關(guān)電源下面不能走線，特別是電感或轉(zhuǎn)換芯片下方。 ⑧ 接收和發(fā)送信號(hào)要分開(kāi)走，不能互相交叉布線。 2、隔離與保護(hù) ① 浪涌抑制器件（TVS管、壓敏電阻）對(duì)應(yīng)的信號(hào)走線盡量表層，短且粗（一般10mil以上）。 ② 不同接口之間的走線要清晰，不要互相交叉布線。 ③ 接口線到所連接的保護(hù)和濾波器件布線要盡量短。 ④ 接口線必需要先經(jīng)過(guò)保護(hù)或?yàn)V波器件再到信號(hào)接收芯片。 ⑤ 接口器件的固定孔要接到保護(hù)地上，連接到機(jī)殼的定位孔、扳手要直接接到信號(hào)地。 ⑥ 變壓器、光耦等器件的輸入輸出地要分開(kāi)處理（兩端使用不同的GND）。 3、時(shí)鐘布線 ① 超過(guò)1inch的時(shí)鐘線盡量走在內(nèi)層，時(shí)鐘線采用立體包地處理。 ② 時(shí)鐘線換層為不同的地參考平面需要增加回流地過(guò)孔。 ③ 時(shí)鐘線不允許跨分割。 ④ 時(shí)鐘線與其它信號(hào)線的間距達(dá)到5W，空間允許的情況下可以進(jìn)行包地處理。 ⑤ 時(shí)鐘電路的電源走線需要加寬或鋪銅處理。 4、其他 ① 保護(hù)地和信號(hào)地之間的間距大于80mil。 ② DC48V的爬電間距是否為80mil以上。 ③ 電源平面要比地平面內(nèi)縮“20H”（H為電源和地平面的距離），一般情況地內(nèi)縮20mil，電源需要內(nèi)縮60mil，并間隔150mil打地過(guò)孔。 ④ 布線要避免出線Stub線，Stub線就是俗稱(chēng)的線頭或歪線, 或者說(shuō)信號(hào)沒(méi)打算經(jīng)過(guò)的路徑。 ⑤ AC220V的爬電間距最少為300mil，具體可以查爬電間距規(guī)格表。 ⑥ 差分走線可以抑制共模干擾。 ⑦ 敏感的信號(hào)線必須采用包地處理，包地線每隔200mil增加一個(gè)GND孔。

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