Consejos para líneas SPI de 25-50 Mbit - diseño de PCB

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Me gustaría pedir algunos consejos para el diseño de mi diseño.

Estoy trabajando en un diseño de diseño. El PCB diseñado será una tarjeta de extensión Beaglebone Black (BBB). Es un PCB de cuatro capas con la siguiente acumulación:

  1. señal / GND
  2. GND
  3. Poder
  4. señal / GND.

En el circuito habrá cuatro dispositivos (SI8652) que están conectados a la interfaz BBB con SPI. Con esta tarjeta de extensión, quiero alcanzar una velocidad de aproximadamente 25-50 MBit sobre el SPI. Las líneas SPI (SCLK, MISO, MOSI) se colocan en una capa. No hay agujero pasante ni vías en estas huellas. Los cuatro dispositivos SPI están conectados en una fila. Las longitudes de la línea SPI no coinciden.

Y mi pregunta es: ¿Tendré algún problema con la velocidad? ¿Necesito hacer algo con integridad de señal? ¿Necesito resistencias de terminación, condensadores de filtro ... y así sucesivamente para las líneas SPI?

ACTUALIZAR:

Cualquier consejo es bienvenido!

Gracias.

    
pregunta D_Dog

2 respuestas

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Cuando tiene una señal con un tiempo de subida corto, debe preocuparse por el análisis y la terminación del SI para evitar la reflexión.

Una regla simple es esta: todas las trazas de más de 0.3 * Risetime (ns) * 7.5 (cm) necesitan el análisis y la terminación de SI.

25MHz es algo tan alto como para la comunicación SPI y podría tener emisiones radiadas no deseadas debido a trazas largas de 17 cm. La coincidencia de longitud no es el caso aquí, pero agregar algunos rastros de tierra como líneas de protección podría reducir los problemas probables de inmunidad a las emisiones y RF. las trazas de protección también podrían reducir el bucle de la ruta de retorno y, a continuación, reducir la ganancia de antena no deseada. Los problemas probables dependen de la distancia entre la capa de enrutamiento SPI y la capa de base. Cuanto menor sea la distancia, menor será el problema.

    
respondido por el BD_CE
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En primer lugar, debo decir que no soy un profesional en diseños de alta frecuencia.

La longitud de las líneas de señal no debería ser un problema aquí, como supongo; los problemas realmente se activan cuando el tiempo se vuelve terriblemente mal debido a la velocidad de propagación de la señal. Supongamos que para los 50Mbps la frecuencia es de 50MHz, y que el tiempo se vuelve "terriblemente incorrecto" cuando el cambio de tiempo es alrededor del 10% del período. Entonces, dl / c = T / 10, donde c es la velocidad de la luz, T es el período y dl es la diferencia máxima de longitud de trazado; de esto obtenemos la diferencia máxima de longitud de trazado de 60 cm, que posiblemente sea mucho más alta que la que tiene. La longitud real de la traza se activa en el rango de GHz en su mayor parte.

Las resistencias de terminación tampoco son realmente necesarias en su caso; la regla de oro es que se deben usar resistencias de terminación si la longitud de la línea de transmisión es mayor que el 10% de la longitud de onda; ya que la longitud de onda (c * T = 6 metros) es mucho más alta que la longitud del trazado, debería estar bien. Sin embargo, las resistencias pull-up en cada extremo de la traza son obligatorias según la documentación de SPI, si lo recuerdo correctamente.

    
respondido por el sx107

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