Как я должен маршрутизировать линии SPI?

17

В моей схеме у меня есть 4 устройства SPI для соединения. Я собираюсь работать с SPI до 8 МГц. Должен ли я быть обеспокоен установкой демпфирующих резисторов? согласующие резисторы? Должен ли я направить их в виде звезд или последовательным образом? Влияет ли добавление большого количества переходов на целостность сигнала?

Я также должен добавить, что эти устройства довольно близко друг к другу, в пределах 25 мм друг от друга.

spi pcb-design cksa361
источник

Ответы:

11

С точки зрения целостности сигнала, 8 МГц на самом деле не так быстро, так что вы, вероятно, можете избежать любой разумной схемы. Возможно, вы захотите включить нагрузочные резисторы в макет. Если они вам не нужны, вы можете просто установить резисторы на 0 Ом и не указывать их в следующей версии. Я бы выложил (звезда против серийного) с тем, что дает вам более плотное расположение (например, более короткие следы). Заглушки считаются плохой вещью для высокоскоростной компоновки, поэтому я выбрал бы одну или другую, и у меня не было бы какой-то схемы, где некоторые части связаны последовательно, а другие от этого не связаны. При последовательной раскладке держите заглушки на основных линиях как можно короче. Добавление переходов нарушает целостность сигнала, но, как я уже говорил, у вас, скорее всего, такой большой временной бюджет на 8 МГц, что это не имеет значения. Другой вопрос, у вас есть земля и силовой самолет? Если это так, вы хотите сохранить сигналы, относящиеся к одной и той же плоскости (например, не запускайте трассировку SCLK на одной стороне платы, привязанной к плоскости земли, а затем через другую сторону и работайте некоторое время, привязанные к мощности самолет). Вам, вероятно, придется беспокоиться о проблемах EMC здесь задолго до того, как вам придется беспокоиться о проблемах целостности сигнала, но EMC может не беспокоить ваш проект.

bt2
источник
3
Тактовая частота на самом деле не имеет значения. Время нарастания и спада фронтов будет определять целостность сигнала и проблемы ЭМС. Если не использовать управление скоростью нарастания и использовать приемопередатчик, который может работать намного быстрее, чем 8 МГц, скажем, возможно, 50 МГц, вы можете иметь всю целостность сигнала и проблемы ЭМС, которые возникли бы при 50 МГц, даже если тактовая частота шин намного ниже. Распространенный способ справиться с этим - использовать приемопередатчик с некоторым уровнем управления скоростью нарастания или использовать внешние компоненты для замедления времени нарастания / спада.
Марк
2
@Mark, время нарастания вызывает проблемы EMC, но не обязательно проблемы целостности. Бюджет синхронизации настолько велик на 8 МГц, что вы можете столкнуться со всеми типами проблем ЭМС без каких-либо проблем с целостностью сигнала, потому что сигналы стабилизируются до того, как часы зафиксируют данные. Я предполагаю, что у него есть около 20 нс маржи здесь. Конечно, если проблема настолько серьезна, что часы защелкиваются или что-то в этом роде, у него могут быть проблемы, но вряд ли удастся избежать ужасной раскладки. На более высоких частотах окончание и компоновка становятся гораздо важнее для целостности, но большинство людей даже не думают об этом для SPI
bt2
2
В общем, почему (в случае 4-слойной платы с заземлением и плоскостью питания) миграция с одной стороны платы на другую, посредством которой происходит смена эталонной плоскости с заземления на источник питания, может вызвать электромагнитные помехи?
mohammadsdtmnd
5

Это зависит от граничной ставки. Если он управляется быстрым чипом общего назначения, например, FPGA, то вам может быть все равно. Но на 25 мм вы в порядке, если время нарастания не очень быстрое.

Как сказал @ bt2, переходы нарушают целостность сигнала, но я бы не стал беспокоиться об этом на таком расстоянии.

Брайан Карлтон
источник