Limitaciones prácticas a la velocidad de comunicación de 1 cable [cerrado]

En términos generales, hay dos factores principales que afectan el diseño de un bus de un solo cable.

El primero es la velocidad de borde que puede obtener con el dispositivo pullup, que generalmente es una resistencia, pero a veces se mejora con un transistor.

El segundo es la precisión del tiempo que puede mantener cada dispositivo en el bus. La mayoría de los dispositivos son chips únicos sin elementos de tiempo de precisión (es decir, solo circuitos de tiempo R-C), por lo que las tolerancias son bastante flojas. La definición del protocolo de bus debe adaptarse a todas las posibles variaciones en la temporización sobre el proceso, el voltaje y la temperatura, y aún tener un margen suficiente para mantener una tasa de error aceptablemente baja.

Tenga en cuenta que el WS2812 y los productos relacionados operan en un bus de 1 cable a aproximadamente 800 kbps. En este caso, el bus es unidireccional, lo que evita el primer problema.

Los tiempos de bits se fijan en hardware. Hay un modo estándar de 16kBaud y un modo de saturación de 140kBaud.

Lo que puedes hacer con estos bits depende del chip esclavo. El DS2405, por ejemplo, le permite abordar un chip individual en el bus, luego pasar ranuras de bits y usarlas para datos PIO continuos, solo en modo estándar.

Otros chips necesitan más bytes de control en el onewire para leer o escribir sus datos PIO. Eso los hace más lentos.

Pero, tan pronto como se direcciona un chip individual, todo lo que buscan los otros chips esclavos es el bajo reinicio del bus de 480µs. Mientras no se llegue a ningún patrón de sus datos, puede incluso poner tasas de datos más altas en la línea de autobús.

Las limitaciones prácticas dependen de;

• risetime (Tr), limitaciones de resistencia de pullup (R), longitud del cable y, por lo tanto, inductancia (L), periodo de bits Tb y EMF / MMF parásito inducido en bucle

• la estimación inicial es:

  • Tr < Tb = 1 / velocidad de bits
  • Tr = L / R y L = 1uH / m típico mientras que R =? Tb =?

• las limitaciones de EMI adicionales son EMF =? mV / m, MMF =? mA / m con algún acoplamiento mutuo que induce un voltaje para causar fallas, etc.

• la ventaja es que la señal puede almacenarse en búfer fácilmente ya que se conecta en cadena a otros nodos para trayectos cortos con alta velocidad.