Могу ли я поставить переходы на трассировку линий I2C на плате FR4?

Я использую микроконтроллер MSP430FR2633 и ЦАП ADS122C04IPWR через I2C на частоте 100 кГц.

Могу ли я проложить линии I2C через переходные отверстия в двухслойной печатной плате?

На скоростях I2C переходные отверстия не вызовут у вас никаких проблем.

По крайней мере, никаких проблем с точки зрения сопротивления дорожки, емкости или индуктивности. Однако, если у вас двухслойная доска, то лучше использовать систематически оба слоя, иначе вы можете столкнуться с проблемами.

Что многие люди делают, так это посвящают один слой доски земле. Как правило, это работает хорошо, пока они не начнут разбивать землю с «только одной дорожкой» на другом слое. Когда к этому треку присоединяется «просто еще один» и еще один, земля в итоге выглядит как кружевная занавеска. Он не выполняет свою работу, и трудно определить, где и как его соединить, особенно если вы неопытны. Хуже того, некоторые проложат все трассы, а затем выполнят «медную заливку» в надежде, что это станет хорошим наземным самолетом.

Если вы используете 2 слоя для сигналов, то лучше начать с плана. Используйте механизм отслеживания «Манхэттен»: восток-запад на одном слое, север-юг на другом. Начните с «заземленной сетки», ставьте параллельные гусеницы каждые 10 мм или около того и через них на каждом перекрестке. Это работает почти так же, как заземление, и на скоростях I2C абсолютно так же хорошо. Теперь у вас есть систематический способ бегать по дорожке из любого места в любое место, и вы можете перескакивать на другую сторону доски именно там, где вам нужно, не нарушая существующую целостность грунта.

Альтернативой является использование заземляющей плоскости, но чтобы избежать ее разбивания, оставаясь на своем сигнальном слое для всех сигналов. Крест треки путем прохождения треков под компонентами. Для этой цели можно купить резисторы с нулевым сопротивлением, хотя резистор с сопротивлением 1 или даже 10 Ом будет таким же хорошим, как и провод при уровнях сопротивления I2C.

В общем - да. 100 кГц сигнал очень прощающий. Удостоверьтесь, что и SDA, и SCL направлены одинаково, близко друг к другу.

Также имейте в виду, что предел общей емкости I2C 400 пФ (вы можете столкнуться с этой проблемой, если следы были действительно длинными).

Не должно быть проблемой. Мы используем переходы на I²C, которые работают до 800 кГц без каких-либо проблем.

Худшее, что я видел, было неудачное прохождение, которое создало последовательное сопротивление в линии I²C. Это так сильно повлияло на скорость нарастания платы, что связь I²C не удалась. Но это было на плате прототипа и никогда не случалось на производственной плате до сих пор.

100 кГц довольно легко перемещать. Наше оборудование имеет ЭСППЗУ I2C, установленную в заменяемой пользователем части системы, поэтому изменения в калибровке при замене этой части будут автоматически считываться контроллером. Кабели для этого могут быть длиной в несколько метров, и пока все работает нормально. По общему признанию, у нас есть кабели с низкой емкостью, но, тем не менее, через печатную плату нет ничего сложного.

Обратите внимание, что хотя 100 кГц является исходной стандартной частотой I2C, это еще не конец истории. I2C «Быстрый режим» поддерживает частоту до 400 кГц, «Быстрый режим плюс» - до 1 МГц, а «Высокоскоростной режим» - до 3,4 МГц. Глядя на таблицу, ваш ЦАП поддерживает «Fast Mode Plus» до 1 МГц. Пока вы работаете на частоте 100 кГц, вы можете делать все, что хотите, потому что это недостаточно быстро, но если вы захотите работать быстрее в будущем, вам следует изучить правила проектирования для более быстрых цифровых сигналов.

Тем не менее, сам ЦАП может обрабатывать только 2K выборок в секунду. Для 24-разрядного ЦАП плюс связанные с ним служебные данные I2C передача данных займет всего около 70-80% полосы пропускания на линии 100 кГц. Если у вас есть несколько ЦАП на одном и том же канале I2C, вы можете использовать более быструю связь для их обслуживания, но если у вас только один ЦАП, то у вас нет причин работать быстрее, чем 100 кГц.