PCB布局时RK3588产品ESD/EMI防护设计建议

ESD：Electro-Static discharge的简称，意思是“静电释放”。静电是一种自然现象，通常通过接触、摩擦、电器间感应等方式产生，其特点是长时间积聚、高电压(可以产生几千伏甚至上万伏的静电)、低电量、小电流和作用时间短的特点，常常造成电子电器产品运行不稳定，甚至损坏。

EMI：Electromagnetic Interference的简称，直译是电磁干扰；在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他子系统的正常工作。

ESD防护设计

1）模具上做隔离：接插件能内缩的尽量内缩于壳体内，让静电释放到内部电路上的距离变长，能量变弱，测试标准由接触放电条件变为空气放电等；

2）在PCB布局时做好敏感器件的保护、隔离，一些敏感模块如射频、音频、存储器可以添加屏蔽罩；

3）布局时尽量将RK3588芯片及核心部件放在PCB中间，不能放在PCB中间的，需要保证屏蔽罩离板边至少2MM以上的距离，且要保证屏蔽罩能够可靠接地；

4）应该按功能模块及信号流向来布局PCB, 各个敏感部分相互独立，对容易产生干扰的部分最好能

隔离，比如DCDC开关电源模块等。

5）要求合理摆放应对ESD器件，一般要求摆在源头，即ESD器件摆放在接口处或静电释放处，走线时先经过静电器件之后再打孔引出，如图1 所示。

图1 ESD布线示意

6）元件布局远离板边且距插接件有一定距离，一般建议布局板边至少20mil，接插件40mil以上；

7）PCB表面一定要有良好的GND回路，各接插件在表层都要有较好的GND连接回路。有加屏蔽罩的应尽量跟表层地相连，并在屏蔽罩焊接处多打地孔接地。要做到这一点，就要求各个连接座部分在表层不要走线，也不要出现大范围切断表层铜皮的走线；

8）表层板边不走线且多打地孔，必要时要做好信号跟地之间的隔离，如图2 所示；

图2 板边GND 孔的添加

10）如果有经连接器实现板对板连接时，建议全部信号串接一定阻值的电阻(2.2ohm-10ohm之间，具

体以能满足SI测试为准)，以及预留TVS器件，可提升抗静电浪涌能力；

11）RK3588 nPOR管脚的100nF电容必须靠近管脚放一个8/16mil的地过孔，空间允许建议打两个以上，更良好的接地；

12）关键信号比如Reset、时钟、中断等敏感信号与板边距离不得小于5mm，走线下方需要有参考平面，避免出现边缘效应，如图3 所示。

图3 关键信号距离板边的间距

9）在PCB板空白多露铜，以便加强静电释放效果，或者便于增加加泡棉等补救措施，如图4 所示。

13）其它外围芯片如果有带Reset管脚，建议增加100nF电容必须靠近管脚，电容的地焊盘必须有一

个8/16mil地过孔，空间允许建议打两个以上，更良好的接地，如图5 所示。

图4 PCB空白处露铜处理

图5 电容管脚GND孔的放置

14）从PCB上进行隔离，让静电只能释放在部分区域，比如座子地管脚单独过孔和内层的地层连接，

对表层的PCB进行Keepout，表层的地铜皮和管脚尽量远离，即让敏感信号远离静电易放电区域（表层地铜皮）等等，如图6 所示，在表层隔离HDMI信号与GND的距离。

图6 HDMI信号与GND的隔离

EMI防护设计

1）电磁干扰三要素：干扰源、耦合通道及敏感设备，如图7 所示，我们不能处理敏感设备，所以处理EMI就只能从干扰源跟耦合通道入手。解决EMI问题，最好的方式就是消除干扰源，消除不了的就想办法切断耦合通道或者避免天线效应；

图7 EMC三要素

2）PCB上干扰源一般很难完全消除，可以通过滤波、接地、平衡、阻抗控制，改善信号质量(如端

接）等方法来应对。各种方法一般会综合运用，但良好的接地是最基本的要求；

3）常用应对EMI材料有屏蔽罩、专用滤波器、电阻、电容、电感、磁珠、共模电感/磁环、吸波材

料、展频器件等；

4）滤波器选择原则：若负载（接收器）为高阻抗（一般的单端信号接口都是高阻抗，比如SDIO、RBG、CIF等），则选择容性滤波器件并入线路；若负载（接收器）为低阻抗（比如电源输出接口），则选择感性滤波器件串入线路。使用滤波器件后不能使信号质量超出其SI许可范围。差分接口一般使用共模电感来抑制EMI；

5）PCB上屏蔽措施需良好接地，不然可能会引起辐射泄露或者屏蔽措施形成了天线效应，连接器的

屏蔽需符合相关技术标准；

6）RK3588展频的能分模块使用。展频的程度需根据相关部分对信号的要求而定。具体措施见RK3588展频说明；

7）所有时钟串接的匹配电阻，建议保留，提供匹配阻抗，提高信号质量的改善措施；

8）DC电源输入处，有条件可预留电源共模电感或EMI滤波器；

9）USB、HDMI、VGA、屏连接座等接口处增加预留共模电感或滤波电路；

10）有加散热器时，要注意散热器也有可能耦合EMI能量，产生辐射，在选用散热器时除了满足热设计要求，还应满足EMI测试要求。散热器要预留接地条件，当有需要接地时，将散热器接地，此处不好明确接地点个数及怎么选择接地点，需要第一个版本硬件在实验室实际测试时依据实际情况整改；

12）EMI跟ESD对LAYOUT的要求有高度一致性，前述ESD的LAYOUT要求，大部分适用于EMI防护。另外增加下面的要求：

A、尽量保证信号完整性；

B、差分线要做好等长及紧密耦合，保证差分信号的对称性，以尽量减少差分信号的错位，避免转化成引起EMI问题的共模信号，如图8 所示。

图8 差分信号的对称性

C、有插件器件等带金属壳器件的元件，应避免耦合干扰信号从而辐射。也要避免器件的干扰信

号从壳体耦合到其他信号线；

D、所有时钟串接的匹配电阻靠近CPU端（源端），CPU管脚和电阻之间走线必须控制在400mil以内；

E、如果PCB超过4层板，建议让所有时钟信号尽量走内层；

F、防止电源辐射，电源层覆铜必须内缩，以一个H（电源和地之间的介质厚度）为单位，建议

内缩20H，我们要求地平面大于电源或信号层，这样有利于防止对外辐射干扰和屏蔽外界对自身的干扰，（一般情况下在PCB设计的时候把电源层比地层内缩1mm即可，不然严格去满足20H的话会导致PCB走线不方便，如图9 所示。）

图9 20H原则