USB是一種快速,、雙向,、同步傳輸、廉價(jià),、方便使用的可熱拔插的串行接口
,。由于數(shù)據(jù)傳輸快,，接口方便，支持熱插拔等優(yōu)點(diǎn)使USB設(shè)備得到廣泛應(yīng)用,。目前,，市場(chǎng)上以USB2.0為接口的產(chǎn)品居多，但很多硬件新手在USB應(yīng)用中遇到很多困擾,，往往PCB裝配完之后USB接口出現(xiàn)各種問(wèn)題
比如通訊不穩(wěn)定或是無(wú)法通訊,，檢查原理圖和焊接都無(wú)問(wèn)題，或許這個(gè)時(shí)候就需懷疑PCB設(shè)計(jì)不合理,。繪制滿(mǎn)足USB2.0數(shù)據(jù)傳輸要求的PCB對(duì)產(chǎn)品的性能及可靠性有著極為重要的作用,。
USB協(xié)議定義由兩根差分信號(hào)線（D+、D-）傳輸數(shù)字信號(hào),，若要USB設(shè)備工作穩(wěn)定差分信號(hào)線就必須嚴(yán)格按照差分信號(hào)的規(guī)則來(lái)布局布線,。根據(jù)筆者多年USB相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)以下注意要點(diǎn)：
1.在元件布局時(shí),，盡量使差分線路最短,，以縮短差分線走線距離（√為合理的方式，×為不合理方式）,；
2.優(yōu)先繪制差分線,，一對(duì)差分線上盡量不要超過(guò)兩對(duì)過(guò)孔（過(guò)孔會(huì)增加線路的寄生電感，從而影響線路的信號(hào)完整性）,，且需對(duì)稱(chēng)放置（√為合理的方式,，×為不合理方式）；
3.對(duì)稱(chēng)平行走線,，這樣能保證兩根線緊耦合,，避免90°走線，弧形或45°均是較好的走線方式（√為合理的方式,，×為不合理方式）,；
4.差分串接阻容，測(cè)試點(diǎn),，上下拉電阻的擺放（√為合理的方式,，×為不合理方式）,；
5.由于管腳分布、過(guò)孔,、以及走線空間等因素存在使得差分線長(zhǎng)易不匹配,，而線長(zhǎng)一旦不匹配，時(shí)序會(huì)發(fā)生偏移,，還會(huì)引入共模干擾,，降低信號(hào)質(zhì)量。所以,，相應(yīng)的要對(duì)差分對(duì)不匹配的情況作出補(bǔ)償,，使其線長(zhǎng)匹配，長(zhǎng)度差通?？刂圃?mil以?xún)?nèi),，補(bǔ)償原則是哪里出現(xiàn)長(zhǎng)度差補(bǔ)償哪里；
6.為了減少串?dāng)_,，在空間允許的情況下,，其他信號(hào)網(wǎng)絡(luò)及地離差分線的間距至少20mil（20mil是經(jīng)驗(yàn)值），覆地與差分線的距離過(guò)近將對(duì)差分線的阻抗產(chǎn)生影響,；
7.USB的輸出電流是500mA,，需注意VBUS及GND的線寬，若采用的1Oz的銅箔,，線寬大于20mil即可滿(mǎn)足載流要求,，當(dāng)然線寬越寬電源的完整性越好。
普通USB設(shè)備差分線信號(hào)線寬及線間距與整板信號(hào)線寬及線間距一致即可,。然而當(dāng)USB設(shè)備工作速度是480 Mbits/s,，只做到以上幾點(diǎn)是不夠的，我們還需對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行阻抗控制,，控制差分信號(hào)線的阻抗對(duì)高速數(shù)字信號(hào)的完整性是非常重要的,。
因?yàn)椴罘肿杩褂绊懖罘中盘?hào)的眼圖、信號(hào)帶寬,、信號(hào)抖動(dòng)和信號(hào)線上的干擾電壓,。差分線阻抗一般控制在90（±10%）歐姆（具體值參照芯片手冊(cè)指導(dǎo)），差分線阻抗與線寬W1,、W2,、T1成反比，與介電常數(shù)Er1成反比,，與線間距S1成正比,，與參考層的距離H1正比，如下圖是差分線的截面圖,。
下圖為四層板的參考疊層，其中中間兩層為參考層，參考層通常為GND或Power,，并且差分線所對(duì)應(yīng)的參考層必須完整,，不能被分割，否則會(huì)導(dǎo)致差分線阻抗不連續(xù),。若是以圖 2疊層設(shè)計(jì)四層板,，通常設(shè)計(jì)時(shí)差分線采用4.5mil的線寬及5.5mil的線間距既可以滿(mǎn)足差分阻抗90Ω。
然而4.5mil線寬及5.5mil線間距只是我們理論設(shè)計(jì)值,，最終電路板廠依據(jù)要求的阻抗值并結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際情況和板材會(huì)對(duì)線寬線間距及到參考層的距離做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,。
以上所描述的布線規(guī)則是基于USB2.0設(shè)備，在USB布線過(guò)程中把握差分線路最短,、緊耦合,、等長(zhǎng)、阻抗一致且注意好USB電源線的載流能力,，掌握好以上原則USB設(shè)備運(yùn)行基本沒(méi)問(wèn)題,。