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ストレージ・汎用インターフェース回路

1. TFカード(microSD)回路

RV1126Bコアボードは1つのSDMMCコントローラと1つのSDIOコントローラを集積しており、どちらもSDIO 3.0およびMMC V4.51プロトコルをサポートしています。4線のデータバス幅はSDR104モードをサポートし、最大200MHzの速度に達します。システムはTFカードの挿入後、対応するモード(SD2.0またはSD3.0)に応じて自動的にプロトコル変換と電圧調整を行います。

MicroSDカード回路

MicroSDカード回路

信号名 (Signal Name)接続方式 (Connection Method)説明 (Description)
SDMMC0_D[3:0]22Ω抵抗を直列接続 / 対応するIOの内部プルアップ抵抗を使用SDデータ送受信
SDMMC0_CLK22Ω抵抗を直列接続 / プルダウンSDクロック送信
SDMMC0_CMD22Ω抵抗を直列接続 / 対応するIOの内部プルアップ抵抗を使用SDコマンド送受信
SDMMC0_DET100Ω抵抗を直列接続 / 対応するIOの内部プルアップ抵抗を使用SDカード挿入検出

💡 回路図設計の注意事項

  • SDMMC_CLK は、すでにコアボード(SoM)上で22Ωの抵抗が直列に接続されているため、ベースボード(キャリアボード)側で追加する必要はありません。
  • SDMMC_D[3:0], SDMMC_CMD, SDMMC_CLK, SDMMC_DET の各信号は、TFカードインターフェースの箇所にESD保護デバイスを配置する必要があります。SD3.0モードをサポートする場合は、ESDデバイスの接合容量を 1pF未満 にする必要があります。SD2.0モードのみをサポートする場合、接合容量の要件は 9pF まで緩和できます。
  • SDMMCとJTAGの機能はマルチプレクス(多重化・ピン共有)されているため、SDMMC機能を使用する際は、SDMMC_DET_L ピンを介した調整が必要です。この切り替えは起動時に決定され、システム起動後はシステムの制御に委ねられます。このピンは内部でデフォルトでプルアップされており、TFカードが挿入されるとLowレベルにプルダウンされます。

1.1 PCB設計の推奨事項

すべての保護デバイスは、TFカードインターフェースの直近に配置する必要があります。

SDIOの配線(ルーティング)要件:

パラメータSDIOの要件
配線インピーダンスシングルエンド 50Ω ±10%
クロックとデータ間の等長配線< 120mil
配線長< 4インチ
SDIO信号線間のクリアランス(間隔)SDIO配線幅の2倍以上

2. USB3.0 Host回路

RV1126Bは合計2組のUSB 2.0信号と1組のUSB 3.0信号を備えています。現在の開発ボードでは、USB 2.0 DRDをファームウェア書き込みインターフェースとし、USB 2.0 HOSTとUSB 3.0 DRDを組み合わせて1組のUSB 3.0 HOSTインターフェースを形成するソリューションを採用しています。

USBマルチプレクサ

USBマルチプレクサ

2.1 回路図設計の推奨事項

本開発では、USB3.0ハブチップ(HUB IC)を使用してUSB3.0ポートを拡張します。

回路図(または結線図)については、以下をご参照ください。

USB3.0ハブ回路

USB3.0ハブ回路

信号デフォルトのプルアップ/ダウン接続方法説明
USB_HOST_DM / USB_HOST_DPなし0Ω抵抗を直列接続USB HS/FS/LSモードのデータ入力/出力
USB3_HOST_SSRX1N / USB3_HOST_SSRX1Pなし0Ω抵抗を直列接続USB SSモードのデータ入力
USB3_HOST_SSTX1N / USB3_HOST_SSTX1Pなし100nFコンデンサを直列接続USB SSモードのデータ出力

💡 回路図設計の提案

  • 帯電防止とサージ能力を強化するため、信号線上には必ずESD保護デバイスを配置するためのフットプリントを確保してください。USB 2.0信号のESD寄生容量は3pFを超えないようにする必要があります。
  • 電磁放射(EMI)を抑制するため、信号線上にコモンモードチョークコイルの配置を検討してください。デバッグの過程で、実際の状況に応じて抵抗またはコモンモードチョークコイルのいずれかを実装して使用します。
  • 5V電源には電流制限スイッチ(カレントリミットスイッチ)を追加することを推奨します。電流制限値はアプリケーションの要件に応じて調整可能です。

2.2 PCB設計の推奨事項

すべてのESD保護デバイスは、USBインターフェースの直近に配置する必要があります。USB 2.0およびUSB 3.0の配線(ルーティング)要件は以下の通りです。

表: USB 2.0 配線要件

パラメータUSB 2.0 配線の要件
配線インピーダンス差動 90Ω ±10%
差動ペア内の最大遅延差(スキュー)< 20mil
配線長< 6インチ
各信号に許容されるビア数4個以内を推奨(最大6個まで)

表: USB 3.0 配線要件

パラメータUSB 3.0 配線の要件
配線インピーダンス差動 90Ω ±10%
差動ペア内の最大遅延差(スキュー)< 6mil
配線長< 6インチ
コンデンサ要件100nF ±20%(0201パッケージの使用を推奨)
差動ペア間のクリアランス(間隔)USB配線幅の4倍以上を推奨
USBと他の信号線とのクリアランスUSB配線幅の4倍以上を推奨
各信号に許容されるビア数2個以内を推奨
ESDデバイスのI/O対グラウンド容量0.2pF以下