Comment dois-je acheminer les lignes SPI?

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Dans mon schéma, j'ai 4 appareils SPI à connecter ensemble. Je vais faire fonctionner le SPI jusqu'à 8 MHz. Dois-je m'inquiéter d'installer des résistances d'amortissement? résistances de terminaison de source? Dois-je les acheminer en formation d'étoiles ou en série? L'ajout de nombreux vias nuit-il à l'intégrité du signal?

Je dois également ajouter que ces appareils sont assez proches les uns des autres, à moins de 25 mm les uns des autres.

spi pcb-design

— cksa361
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Du point de vue de l'intégrité du signal, 8 MHz n'est pas vraiment aussi rapide, donc vous pouvez probablement vous en tirer avec n'importe quelle disposition raisonnable. Vous souhaiterez peut-être inclure des résistances de terminaison dans la disposition. Si vous n'en avez pas besoin, vous pouvez simplement installer des résistances de 0 ohm, puis les laisser de côté dans la prochaine révision. Je disposerais (étoile par rapport à série) avec tout ce qui vous donne la disposition plus serrée (par exemple, des traces plus courtes). Les talons sont considérés comme une mauvaise chose pour la mise en page à grande vitesse, donc je choisirais l'un ou l'autre et je n'aurais pas de schéma où certaines parties sont liées ensemble en série et d'autres sont dérivées de cela. Lorsque vous disposez en série, gardez les talons des lignes principales aussi courts que possible. L'ajout de vias nuit à l'intégrité du signal, mais comme je l'ai mentionné, vous avez probablement un budget de synchronisation si important à 8 MHz que cela n'a pas d'importance. L'autre question est: avez-vous un avion au sol et électrique? Si c'est le cas, vous souhaitez conserver les signaux référencés sur le même plan (par exemple, ne pas exécuter la trace SCLK d'un côté de la carte référencée sur le plan de masse, puis via de l'autre côté et exécuter pendant un certain temps en référence à la puissance avion). Vous devrez probablement vous soucier des problèmes EMC ici bien avant de devoir vous soucier des problèmes d'intégrité du signal, mais EMC peut ne pas être un problème pour votre projet.

— bt2
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La fréquence d'horloge n'a pas vraiment d'importance. Ce sont les temps de montée et de descente des fronts qui détermineront l'intégrité du signal et les problèmes de compatibilité électromagnétique. Si vous n'utilisez pas le contrôle de la vitesse de balayage et que vous utilisez un émetteur-récepteur qui peut fonctionner beaucoup plus rapidement que 8 MHz, dites que peut-être 50 MHz, vous pouvez avoir tous les problèmes d'intégrité du signal et de compatibilité électromagnétique que vous auriez à 50 MHz, même si la fréquence d'horloge des bus est beaucoup plus faible. Une façon courante de résoudre ce problème consiste à utiliser un émetteur-récepteur avec un certain niveau de contrôle de la vitesse de balayage ou à utiliser des composants externes pour ralentir les temps de montée / descente.

— Mark

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@Mark, Le temps de montée entraîne des problèmes EMC, mais pas nécessairement des problèmes d'intégrité. Le budget de synchronisation est si important à 8 MHz que vous pouvez rencontrer tous les types de problèmes CEM sans aucun problème d'intégrité du signal, car les signaux se stabilisent avant que l'horloge ne verrouille les données. Je suppose qu'il a près de 20ns de marge ici. Bien sûr, si le problème est si grave que l'horloge est à double verrouillage ou quelque chose, il peut avoir des problèmes, mais à peine une disposition horrible. À des fréquences plus élevées, la terminaison et la disposition deviennent beaucoup plus importantes pour l'intégrité, mais la plupart des gens n'y pensent même pas pour SPI

— bt2

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En général, pourquoi (dans un PCB à 4 couches avec masse et plan de puissance) migrant d'un côté de la carte à l'autre, par le biais de cette cause, le changement de référence du plan de masse à l'alimentation peut provoquer des interférences électromagnétiques?

— mohammadsdtmnd

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Cela dépend du taux de bord. S'il est piloté par une puce polyvalente rapide, par exemple un FPGA, alors vous pourriez vous en soucier. Mais à 25 mm, vous êtes ok, sauf si le temps de montée est très rapide.

Comme l'a dit @ bt2, les vias nuisent à l'intégrité du signal, mais je ne m'en inquiéterais pas à cette distance.

— Brian Carlton
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