Bagaimana saya harus merutekan jalur SPI?

17

Dalam skema saya, saya punya 4 perangkat SPI untuk dihubungkan bersama. Saya akan mengoperasikan SPI hingga 8MHz. Haruskah saya khawatir memasang resistor redaman? sumber terminasi resistor? Haruskah saya mengarahkan mereka dalam formasi bintang, atau secara serial? Apakah menambahkan banyak vias merusak integritas sinyal?

Saya juga harus menambahkan bahwa perangkat ini cukup berdekatan, dalam jarak 25mm satu sama lain.

spi pcb-design cksa361
sumber

Jawaban:

11

Dari perspektif integritas sinyal, 8MHz sebenarnya tidak secepat itu sehingga Anda mungkin bisa lolos dengan tata letak yang masuk akal. Anda mungkin ingin memasukkan resistor terminasi dalam tata letak. Jika Anda tidak membutuhkannya, Anda cukup memasang 0 ohm resistor dan kemudian meninggalkannya di revisi berikutnya. Saya akan lay out (bintang versus serial) dengan apa pun yang memberi Anda tata letak yang lebih ketat (misalnya jejak yang lebih pendek). Rintisan bertopik dianggap sebagai hal buruk untuk tata letak kecepatan tinggi, jadi saya akan memilih satu atau yang lain dan tidak memiliki beberapa skema di mana beberapa bagian diikat secara seri dan yang lain bercabang dari itu. Saat meletakkan dalam mode serial, jauhkan rintisan dari jalur utama sesingkat mungkin. Menambahkan vias tidak merusak integritas sinyal, tetapi seperti yang saya sebutkan, Anda kemungkinan besar memiliki anggaran waktu yang begitu besar pada 8Mhz sehingga tidak masalah. Pertanyaan lainnya adalah, apakah Anda memiliki tanah dan pesawat terbang? Jika demikian, Anda ingin agar sinyal tetap dirujuk ke bidang yang sama (mis. Jangan jalankan jejak SCLK di satu sisi papan yang direferensikan ke bidang tanah dan kemudian melalui ke sisi lain dan berjalan untuk sementara waktu direferensikan ke daya pesawat). Anda mungkin harus khawatir tentang masalah EMC di sini jauh sebelum Anda harus khawatir tentang masalah integritas sinyal, tetapi EMC mungkin tidak menjadi masalah bagi proyek Anda.

bt2
sumber
3
Frekuensi jam tidak terlalu penting. Ini adalah waktu naik dan turunnya tepi yang akan menentukan integritas sinyal dan masalah EMC. Jika tidak menggunakan kontrol laju perubahan tegangan dan menggunakan transceiver yang dapat beroperasi jauh lebih cepat dari 8Mhz, katakanlah mungkin 50Mhz Anda dapat memiliki semua integritas sinyal dan masalah EMC yang akan Anda miliki pada 50Mhz meskipun laju clock bus jauh lebih rendah. Cara umum untuk mengatasi ini adalah dengan menggunakan transceiver dengan beberapa tingkat kontrol laju perubahan tegangan atau menggunakan komponen eksternal untuk memperlambat waktu naik / turun.
Tandai
2
@ Mark, Waktu naik menyebabkan masalah EMC, tetapi tidak harus masalah integritas. Anggaran waktu sangat besar pada 8Mhz bahwa Anda dapat memiliki semua jenis masalah EMC tanpa masalah integritas sinyal karena sinyal akan stabil sebelum jam mengunci data. Dugaan saya dia hampir mencapai 20ns margin di sini. Tentu saja, jika masalahnya sangat buruk sehingga jam menjadi dua kali lipat atau sesuatu, dia mungkin memiliki masalah, tetapi menunjukkan tata letak yang mengerikan, tidak mungkin. Pada frekuensi yang lebih tinggi, pemutusan dan tata letak menjadi jauh lebih penting bagi integritas, tetapi kebanyakan orang bahkan tidak memikirkannya untuk SPI
bt2
2
Secara umum, mengapa (Dalam 4-layer PCB dengan ground dan power plane) bermigrasi dari satu sisi papan ke yang lain, dengan melalui hal itu menyebabkan perubahan referensi dari ground plane ke power supply dapat menyebabkan EMI?
mohammadsdtmnd
5

Itu tergantung pada tingkat tepi. Jika didorong oleh chip serba guna cepat, misalnya FPGA, maka Anda mungkin peduli. Tetapi pada 25 mm Anda baik-baik saja kecuali waktu naik sangat cepat.

Seperti yang dikatakan @ bt2, vias merusak integritas sinyal, tapi saya tidak akan khawatir tentang itu pada jarak ini.

Brian Carlton
sumber