Tôi nên định tuyến đường SPI như thế nào?

17

Trong sơ đồ của tôi, tôi có 4 thiết bị SPI để nối với nhau. Tôi sẽ vận hành SPI lên đến 8 MHz. Tôi có nên quan tâm đến việc cài đặt điện trở giảm xóc? điện trở kết thúc nguồn? Tôi nên định tuyến chúng theo đội hình ngôi sao, hoặc theo kiểu nối tiếp? Có thêm nhiều vias làm tổn thương tính toàn vẹn tín hiệu?

Tôi cũng phải nói thêm rằng các thiết bị này khá gần nhau, trong phạm vi 25 mm của nhau.

spi pcb-design

— cksa361
nguồn

11

Từ góc độ toàn vẹn tín hiệu, 8MHz thực sự không nhanh đến mức bạn có thể thoát khỏi mọi bố cục hợp lý. Bạn có thể muốn bao gồm các điện trở kết thúc trong bố trí. Nếu bạn không cần chúng, bạn chỉ cần cài đặt điện trở 0 ohm và sau đó loại bỏ chúng trong phiên bản tiếp theo. Tôi sẽ bố trí (sao so với nối tiếp) với bất cứ điều gì mang lại cho bạn bố cục chặt chẽ hơn (ví dụ: dấu vết ngắn hơn). Sơ khai được coi là một điều xấu cho bố cục tốc độ cao, vì vậy tôi chọn cái này hoặc cái kia và không có sơ đồ nào trong đó một số phần được gắn với nhau một cách thanh thản và những phần khác được tách ra từ đó. Khi bố trí theo kiểu nối tiếp, hãy giữ các cuống khỏi các đường chính càng ngắn càng tốt. Việc thêm vias làm tổn hại đến tính toàn vẹn tín hiệu, nhưng như tôi đã đề cập, rất có thể bạn có ngân sách thời gian lớn như vậy ở mức 8Mhz mà không thành vấn đề. Câu hỏi còn lại là, bạn có máy bay mặt đất và điện không? Nếu vậy, bạn muốn giữ các tín hiệu được tham chiếu đến cùng một mặt phẳng (ví dụ: không chạy dấu vết SCLK ở một bên của bảng được tham chiếu đến mặt phẳng mặt đất và sau đó chuyển sang phía bên kia và chạy một lúc được tham chiếu đến nguồn điện máy bay). Có lẽ bạn sẽ phải lo lắng về các vấn đề EMC ở đây từ lâu trước khi bạn phải lo lắng về các vấn đề toàn vẹn tín hiệu, nhưng EMC có thể không phải là mối lo ngại cho dự án của bạn.

— bt2
nguồn

3

Tần số đồng hồ không thực sự quan trọng. Thời gian tăng và thời gian rơi của các cạnh sẽ xác định tính toàn vẹn tín hiệu và mối quan tâm EMC. Nếu không sử dụng điều khiển tốc độ xoay và sử dụng bộ thu phát có thể hoạt động nhanh hơn 8Mhz, có thể 50Mhz, bạn có thể có tất cả các vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu và EMC mà bạn sẽ có ở mức 50Mhz mặc dù tốc độ xung nhịp của xe buýt thấp hơn nhiều. Một cách phổ biến để giải quyết vấn đề này là sử dụng bộ thu phát với một số mức điều khiển tốc độ xoay hoặc sử dụng các bộ phận bên ngoài để làm chậm thời gian tăng / giảm.

— Đánh dấu

2

@Mark, Thời gian tăng thúc đẩy các vấn đề EMC, nhưng không nhất thiết là vấn đề toàn vẹn. Ngân sách thời gian rất lớn ở mức 8Mhz, bạn có thể có tất cả các loại sự cố EMC mà không có bất kỳ vấn đề toàn vẹn tín hiệu nào vì các tín hiệu sẽ ổn định trước khi đồng hồ chốt dữ liệu. Tôi đoán là anh ta có gần 20ns lề ở đây. Tất nhiên, nếu vấn đề tồi tệ đến mức đồng hồ bị khóa đôi hoặc một cái gì đó, anh ta có thể có vấn đề, nhưng không có bố cục khủng khiếp, không có khả năng. Ở tần số cao hơn, việc chấm dứt và bố trí trở nên quan trọng hơn nhiều đối với tính toàn vẹn, nhưng hầu hết mọi người thậm chí không nghĩ về nó cho SPI

— bt2

2

Nói chung, tại sao (Trong PCB 4 lớp với mặt phẳng nguồn và mặt đất) di chuyển từ mặt này sang mặt kia, thông qua nguyên nhân thay đổi tham chiếu từ mặt phẳng mặt đất sang nguồn điện có thể gây ra EMI?

— mohammadsdtmnd

5

Nó phụ thuộc vào tỷ lệ cạnh. Nếu nó được điều khiển bởi một con chip đa năng nhanh, ví dụ như một đồ họa, thì bạn có thể quan tâm. Nhưng ở 25 mm bạn vẫn ổn trừ khi thời gian tăng rất nhanh.

Như @ bt2 đã nói, vias làm tổn thương tính toàn vẹn tín hiệu, nhưng tôi sẽ không lo lắng về điều đó ở khoảng cách này.

— Brian Carlton
nguồn