PCB布局時RK3588產品ESD/EMI防護設計建議

ESD：Electro-Static discharge的簡稱，意思是“靜電釋放”。靜電是一種自然現象，通常通過接觸、摩擦、電器間感應等方式產生，其特點是長時間積聚、高電壓(可以產生幾千伏甚至上萬伏的靜電)、低電量、小電流和作用時間短的特點，常常造成電子電器產品運行不穩定，甚至損壞。

EMI：Electromagnetic Interference的簡稱，直譯是電磁干擾；在高速PCB及系統設計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發射電磁波并影響其他系統或本系統內其他子系統的正常工作。

ESD防護設計

1）模具上做隔離：接插件能內縮的盡量內縮于殼體內，讓靜電釋放到內部電路上的距離變長，能量變弱，測試標準由接觸放電條件變為空氣放電等；

2）在PCB布局時做好敏感器件的保護、隔離，一些敏感模塊如射頻、音頻、存儲器可以添加屏蔽罩；

3）布局時盡量將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）應該按功能模塊及信號流向來布局PCB, 各個敏感部分相互獨立，對容易產生干擾的部分最好能

隔離，比如DCDC開關電源模塊等。

5）要求合理擺放應對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，走線時先經過靜電器件之后再打孔引出，如圖1 所示。

圖1 ESD布線示意

6）元件布局遠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，就要求各個連接座部分在表層不要走線，也不要出現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，必要時要做好信號跟地之間的隔離，如圖2 所示；

圖2 板邊GND 孔的添加

10）如果有經連接器實現板對板連接時，建議全部信號串接一定阻值的電阻(2.2ohm-10ohm之間，具

體以能滿足SI測試為準)，以及預留TVS器件，可提升抗靜電浪涌能力；

11）RK3588 nPOR管腳的100nF電容必須靠近管腳放一個8/16mil的地過孔，空間允許建議打兩個以上，更良好的接地；

12）關鍵信號比如Reset、時鐘、中斷等敏感信號與板邊距離不得小于5mm，走線下方需要有參考平面，避免出現邊緣效應，如圖3 所示。

圖3 關鍵信號距離板邊的間距

9）在PCB板空白多露銅，以便加強靜電釋放效果，或者便于增加加泡棉等補救措施，如圖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，電容的地焊盤必須有一

個8/16mil地過孔，空間允許建議打兩個以上，更良好的接地，如圖5 所示。

圖4 PCB空白處露銅處理

圖5 電容管腳GND孔的放置

14）從PCB上進行隔離，讓靜電只能釋放在部分區域，比如座子地管腳單獨過孔和內層的地層連接，

對表層的PCB進行Keepout，表層的地銅皮和管腳盡量遠離，即讓敏感信號遠離靜電易放電區域（表層地銅皮）等等，如圖6 所示，在表層隔離HDMI信號與GND的距離。

圖6 HDMI信號與GND的隔離

EMI防護設計

1）電磁干擾三要素：干擾源、耦合通道及敏感設備，如圖7 所示，我們不能處理敏感設備，所以處理EMI就只能從干擾源跟耦合通道入手。解決EMI問題，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；

圖7 EMC三要素

2）PCB上干擾源一般很難完全消除，可以通過濾波、接地、平衡、阻抗控制，改善信號質量(如端

接）等方法來應對。各種方法一般會綜合運用，但良好的接地是最基本的要求；

3）常用應對EMI材料有屏蔽罩、專用濾波器、電阻、電容、電感、磁珠、共模電感/磁環、吸波材

料、展頻器件等；

4）濾波器選擇原則：若負載（接收器）為高阻抗（一般的單端信號接口都是高阻抗，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質量超出其SI許可范圍。差分接口一般使用共模電感來抑制EMI；

5）PCB上屏蔽措施需良好接地，不然可能會引起輻射泄露或者屏蔽措施形成了天線效應，連接器的

屏蔽需符合相關技術標準；

6）RK3588展頻的能分模塊使用。展頻的程度需根據相關部分對信號的要求而定。具體措施見RK3588展頻說明；

7）所有時鐘串接的匹配電阻，建議保留，提供匹配阻抗，提高信號質量的改善措施；

8）DC電源輸入處，有條件可預留電源共模電感或EMI濾波器；

9）USB、HDMI、VGA、屏連接座等接口處增加預留共模電感或濾波電路；

10）有加散熱器時，要注意散熱器也有可能耦合EMI能量，產生輻射，在選用散熱器時除了滿足熱設計要求，還應滿足EMI測試要求。散熱器要預留接地條件，當有需要接地時，將散熱器接地，此處不好明確接地點個數及怎么選擇接地點，需要第一個版本硬件在實驗室實際測試時依據實際情況整改；

12）EMI跟ESD對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。另外增加下面的要求：

A、盡量保證信號完整性；

B、差分線要做好等長及緊密耦合，保證差分信號的對稱性，以盡量減少差分信號的錯位，避免轉化成引起EMI問題的共模信號，如圖8 所示。

圖8 差分信號的對稱性

C、有插件器件等帶金屬殼器件的元件，應避免耦合干擾信號從而輻射。也要避免器件的干擾信

號從殼體耦合到其他信號線；

D、所有時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以內；

E、如果PCB超過4層板，建議讓所有時鐘信號盡量走內層；

F、防止電源輻射，電源層覆銅必須內縮，以一個H（電源和地之間的介質厚度）為單位，建議

內縮20H，我們要求地平面大于電源或信號層，這樣有利于防止對外輻射干擾和屏蔽外界對自身的干擾，（一般情況下在PCB設計的時候把電源層比地層內縮1mm即可，不然嚴格去滿足20H的話會導致PCB走線不方便，如圖9 所示。）

圖9 20H原則