短距离板对板通信

我的MCU运行带有大约4个设备的SPI总线。我也想将总线扩展到板外，即将一些PCB连接到“主板”并扩展功能。“垫到垫”的距离为：

主板走线长度+电缆长度+扩展板上的走线长度

3“ + 6” + 3“ =大约12”

以我的经验，即使是带状电缆在此距离上具有大约7 ns上升时间的1 MHz信号，也会过冲超过1 V（但不会产生过多的振铃）。这些板将由相同的电源供电。

注意：您在此处看不到上升时间，但可以看到过冲现象-这是一个3.3V信号。是的，这是用一根很短的导线从探头到地面进行正确测量的。很像经常在此网站上推荐它。我不认为这是一个测量错误。

我希望系统工作在4 MHz，但2 MHz也可以接受。最高 我要连接的板数大约为4，这会将SPI总线扩展到大约12个设备。我认为通过代码进行管理不会太困难，因为我已经有了类似的工作。拥有额外的从属选择线也不是问题。

但是，我担心的是如何将SPI数据从一块板发送到另一块板。我应该只发送直接SPI还是将其一端转换为LVDS，然后在另一端转换回SPI？

根据经验法则，如果连接长度大于信号波长的1/10，则必须计算传输线效应。

传输线会在阻抗突然变化的地方引起反射。反射后的信号会添加到原始信号中，并可能在发射器端再次反射，并以此来回移动。结果显示在图形中：您正在谈论的过冲和一些振铃。

$\Omega$$\Omega$ 电阻开始，看看能带给我们多远。

编辑（问题更新）
上升时间似乎是7ns。就像Kortuk所说的那样，速度很快，这意味着您的频谱至少为400MHz，即使您的时钟只有1MHz，这些谐波的确也会受到传输线的影响。尝试过滤掉它们，20MHz带宽（4MHz时钟为80MHz）为您提供了足够的上升时间。这是一个用20MHz 的砖墙 LPF 滤波的1MHz方波：

放置一个串联电阻将与线路的电容形成一阶LPF。如果我们估计在50pF，

$R = \dfrac{1}{2 \pi \cdot 100 MHz \cdot 50 pF} =32 \Omega$

$\Omega$

对于这么短的总线，我会尝试在驱动线路的任何器件上串联一个小的电阻器。这不是考虑传输线理论的理论理想方法，而是一种我认为对您的案例足够有效的实用方法。尝试将47Ω用作起动器，然后看看会发生什么。如果这有帮助但还不够，您可以提高一点，但我不会超过120Ω。很有可能在该范围内的某个地方找到一个足够有效的值。

如果驱动程序可以驱动负载，则可以通过适当的终止来消除AFAIK的过冲。否则，某些专用的驱动器/接收器对（例如LVDS甚至RS485）肯定会起作用。

过去，我在带状电缆上运行SPI时遇到了严重的问题，尽管比您描述的要长得多。抗噪声能力成为一个真正的问题，并且损坏的命令最终进入了我的外围设备。足以通过CE抗扰度测试。如果稍后在这方面确实遇到麻烦，建议您在每块板上放置一个单独的MCU，然后通过CANbus将它们连接起来。