SPI总线连接-循环还是不循环?


9

我对SPI总线的物理连接有疑问。

我有一个SPI主设备(一个PIC32器件)和多个从设备(在本例中为PIC16器件)。我只写信给从机,协议负责何时执行从属协议,所以没有MISO或SS信号可担心,我只是将数据和时钟线与所有从机并行。总线的总长度不超过几英尺(例如60厘米),我正在以8MHz运行SCK。

现在,从设备(实际上是其他板上的接口节点)的物理位置使得SPI总线直接回到主机,这样就可以将每个环路的两端分别连接到MOSI和SCK。

下图显示了我的意思-我说的是红色虚线连接-问题是:执行此操作是否是一件好事?

SPI总线

我的电源和地线也经历了类似的旅程,这显然是有用的,因为它最大程度地减小了由从站引起的电压降,因此非常有用。但是,我不知道对这些信号线进行相同的操作是好是坏。相反,我应该允许某种类型的端接-接地电阻(?)-还是串联电阻以抑制反射,或者什么?

可以说,无论是否有连接点,我都尝试过,并且在功能上没有任何区别,也没有变化,但是也许它长于60cm或快于8Mhz,我有问题吗?因此,我正在寻找有关该操作的建议,以防万一发生任何变化。

尽管对于8Mhz的60cm SPI总线,这个问题特别令人困扰,但对于其他情况,是否有任何一般原则?也许I2c总线上的上拉电阻应该放置不同?

任何适合的阅读材料的链接也将受到欢迎-我没有发现任何涵盖此特定问题的内容。


我不太确定您要使用该连接解决什么问题
PlasmaHH 2016年

@PlasmaHH好吧,这确实是我的问题-我没有要解决的问题,但是我确实有这个选择。我知道它对电源线有帮助,我不知道它对信号线是否有帮助。这是一个愚蠢的问题吗?也许我想得太多。
罗杰·罗兰

理想情况下,我会添加一个4层PCB以及专用的Vdd和Vss平面,这是一个好主意,原因有几个,而且专用的旁路电容非常靠近每个器件。
rdtsc '16

1
IMO我会做你的红提出的连接,摆脱来自从站3的连接到从4
lucas92

Answers:


9

循环回来?没有。如果线路足够长而需要端接(比上升时间* c / 10更长),则应以足够大的力驱动它以正确地端接该端接,并合理地匹配该线路和端接。如果线路足够短,不需要端接,那么就不需要环回连接所需要的“额外”导电性。

串联电阻?没有。这种类型的源端终止仅适用于行尾的单点接收器。在线路的较早点,您的接收器可能会出现最坏的波形,即升至一半电压,然后是保压,再降为满电压。


好的,谢谢-您能解释一下“充分驱动”的意思吗?您的意思不是直接从PIC而是通过MOSFET或其他方式?另外,“正确端接”是指接地电阻吗?我了解点重新上升时间而不是时钟频率来确定是否需要终止,您能否显示完整的经验法则计算?上升时间以什么为单位?什么c/10
罗杰·罗兰

@RogerRowland足够“强大”,因此它在终端的负载中发展了良好的逻辑水平。uC输出的强度可能足够强,但可能不足够,取决于端子及其驱动强度。使用一个缓冲器,如果没有足够的驱动电流,则并联两个。“正确”是指并联电阻性阻抗。是接地,还是中轨,还是交流耦合,取决于系统。如果您曾经使驱动器处于三态,则必须接地以维持有效的逻辑电平。否则,终止于中轨会给驾驶员带来更少的负担。
Neil_UK

@RogerRowland上升时间以秒为单位,c光速以米/秒为单位,因此上升时间* c以米为单位/ 10有点手工波动,因为“信号线上同时存在的上升时间的比例很小”
Neil_UK

再次感谢Neil,这真的很有用!我认为我可以通过进行一些实验来确保您所说的内容受益-也许在一个下雨的周末度过的愉快时光。
罗杰·罗兰

3

我看到的环路拓扑结构的问题在于,很难正确放置终结器以抑制反射。在8MHz时这无关紧要,但是在更高频率或更长线路下可能已经成为一个问题。

我唯一能看到虚线的地方是从主机到主机的传输延迟SLAVE 6不可接受时。在这种情况下,你会连接虚线,但经过一段时间的中间(比如,之间的循环,所以SLAVE 3SLAVE 4),并独立终止每个分支。


2

对于快速信号或长线路,信号反射成为问题。在这种情况下,您必须通过放置一个电阻来正确地终止线路,该电阻将线路的末端与地面连接(而不是线路的起点)。端接使线路“看上去无穷大”,因此信号不会回来。端接有时还需要LC元件来抵消电抗。

但是,对于您的情况,则不需要端接(假设您未在电气噪声环境中工作,则短线表示信号速度)。这就是为什么您看不到差异的原因。循环信号也是不好的设计习惯。这样做会造成信号环路,从而在电路中引入噪声(并且会在两个方向上环路)。它还可以更轻松地捕获线路中的RF噪声。

此外,接地线和电源线通常也很糟糕。数字开关噪声和接地回路也在那里,它们可能对模拟电路产生巨大影响。如果需要,可以使用Y型叉(远端无连接)来减少电压降。如果那还不够,请使用更宽的走线(更宽的走线->更少的电阻->更少的电压降)。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.