He visto muchas referencias para RS422 y RS485 usando cables y cableado de par trenzado, pero ¿qué tan bien lo hacen en distancias cortas y con solo un diseño de PCB (sin cables)? ¿La gente hace eso? ¿Se recomienda?
Si estoy buscando crear un bus para comunicarme con 5 o más tableros conectados a un backplane, ¿cuál sería el protocolo sugerido?
Para señales de velocidad media y baja (UART, I 2 C, etc.), el enfoque directo del uso de señales de nivel lógico suele ser correcto. Solo debe asegurarse de que las señales que se dirigen en el plano posterior tengan la unidad suficiente para la carga máxima anticipada. Use tampones si es necesario. Puede agregar un plano de tierra a su plano posterior para ayudar a protegerlo, si el gabinete en el que se encuentra no es suficiente.
Para señales de alta velocidad (SPI, etc.), aún puede usar niveles lógicos, pero ahora las líneas comienzan a comportarse como líneas de transmisión. Debe prestar más atención a las impedancias de rastreo, capacitancia parásita (especialmente en conectores) y diafonía.
Para un ancho de banda realmente alto, la tendencia es utilizar la señalización LVDS; PCIe es un ejemplo de esto.
El uso de interfaces especiales como RS485 y similares dentro de la placa es simplemente inútil y sobre diseñado. La propia PCB (si está diseñada adecuadamente, por supuesto) proporciona cierta supresión del ruido: mediante la conexión a tierra adecuada, las planicies de tierra, enrutando las pistas cerca de la tierra o en las capas internas, etc.
Observación: no puede conectar todos los pines con RS485, después de todo.
Si el entorno es muy, muy (muy) ruidoso (caso raro), debe proporcionar un poco de protección de toda la PCB, ya que las pistas restantes también serán vulnerables. (ver la observación arriba).
Si estoy buscando crear un bus para comunicarme con más de 5 tableros, todos conectado a un plano posterior, ¿cuál sería el protocolo sugerido?
Si las 5+ tablas hijas ya están ya diseñadas y usan RS485, entonces tiene sentido enrutar 485 a través del backplane como pistas. RS 485 necesita terminaciones (120 ohmios es estándar) y las "ranuras" del plano posterior para los dos puntos más alejados deben tener terminadores instalados.
Haga un bucle con el 485 de un extremo del backplane al otro observando las reglas de impedancia para las pistas de PCB. Trate de no crear espuelas que son demasiado largas. Hay algunas calculadoras en línea que le darán las dimensiones de la pista para adaptarse a una impedancia de 120 ohmios.
Si sus tarjetas secundarias no están diseñadas, entonces usar un bus no diferencial es probablemente más fácil y no será un problema siempre que no tenga algunos requisitos de corriente de alimentación extrema que podrían interferir con los datos.