Używam mikrokontrolera MSP430FR2633 i przetwornika cyfrowo-analogowego ADS122C04IPWR nad I2C przy częstotliwości 100 kHz.
Czy mogę trasować linie I2C przez przelotki w 2-warstwowej płytce drukowanej?
microcontroller
pcb
i2c
routing
Abhishek Parikh
źródło
źródło
Odpowiedzi:
Przy prędkościach I2C przelotki nie powodują żadnych problemów.
Przynajmniej żadnych problemów w zakresie rezystancji toru, pojemności lub indukcyjności. Jeśli jednak masz 2-warstwową planszę, najlepiej jest używać obu warstw systematycznie, w przeciwnym razie możesz popaść w problemy.
To, co wiele osób robi, to poświęcenie jednej warstwy planszy na ziemię. Zasadniczo działa to dobrze, dopóki nie zaczną rąbać ziemi „tylko jedną ścieżką” na drugiej warstwie. Kiedy do tego utworu dołącza „tylko kolejny”, a drugi, ziemia wygląda jak koronkowa kurtyna. Nie spełnia swojej roli i trudno jest ustalić, gdzie i jak ponownie go połączyć, szczególnie jeśli nie masz doświadczenia. Co gorsza, niektórzy poprowadzą wszystkie trasy, a następnie wykonają „nalewanie miedzi” w nadziei, że będzie to dobry samolot naziemny.
Jeśli używasz 2 warstw sygnałów, o wiele lepiej zacząć od planu. Użyj układu śledzenia „Manhattan”, wschód-zachód na jednej warstwie, północ-południe na drugiej. Zacznij od „siatki”, układaj równoległe tory co około 10 mm i za ich pośrednictwem na każdym skrzyżowaniu. Działa to prawie tak samo jak płaszczyzna uziemienia, a przy prędkościach I2C jest absolutnie tak samo dobry. Teraz masz systematyczny sposób prowadzenia toru z dowolnego miejsca, w dowolne miejsce i możesz przeskoczyć na drugą stronę planszy dokładnie tam, gdzie potrzebujesz, bez zakłócania istniejącej ciągłości podłoża.
Alternatywą jest użycie płaszczyzny uziemienia, ale aby uniknąć jej pocięcia, pozostając na warstwie sygnału dla wszystkich sygnałów. Przecinaj ścieżki, przepuszczając ścieżki pod komponentami. W tym celu można kupić rezystory zerowe, chociaż rezystancja 1 lub nawet 10 omów będzie równie dobra jak drut przy poziomach rezystancji I2C.
źródło
Ogólnie - tak. Sygnał 100 kHz jest bardzo wybaczający. Pamiętaj, aby trasować zarówno SDA, jak i SCL w podobny sposób, blisko siebie.
Pamiętaj również o całkowitym limicie pojemności I2C wynoszącym 400 pF (możesz napotkać ten problem, jeśli ślady byłyby naprawdę długie).
źródło
Nie powinno być problemu. Używamy przelotek na I²C, które działają do 800 kHz bez żadnych problemów.
Najgorsze, co widziałem, to zły sygnał, który spowodował szeregowy opór w linii I²C. Wpłynęło to tak bardzo na szybkość narastania płyty, że komunikacja I²C nie powiodła się. Ale to było na płycie prototypowej i jak dotąd nigdy nie miało miejsca na płycie produkcyjnej.
źródło
100 kHz jest dość łatwy do przenoszenia. Nasz sprzęt ma pamięci EEPROM I2C zamontowane w części systemu wymienianej przez klienta, dzięki czemu zmiany kalibracji po wymianie tej części będą automatycznie odczytywane przez sterownik. Kable do tego mogą mieć długość metrów, a jak dotąd działa dobrze. Wprawdzie mamy kable o niskiej pojemności, ale mimo to PCB przez to nie jest wielka sprawa.
Zauważ jednak, że chociaż 100 kHz to oryginalna standardowa częstotliwość I2C, to nie koniec historii. I2C „Fast Mode” pozwala na do 400 kHz, „Fast Mode Plus” pozwala na 1 MHz, a „High-Speed Mode” pozwala na 3,4 MHz. Patrząc na arkusz danych, Twój DAC obsługuje „Fast Mode Plus” do 1 MHz. Tak długo, jak utrzymujesz częstotliwość 100 kHz, możesz w zasadzie robić, co chcesz, ponieważ nie jest wystarczająco szybki, aby to miało znaczenie, ale jeśli chcesz iść szybciej w przyszłości, powinieneś zbadać zasady projektowania szybszych sygnałów cyfrowych.
To powiedziawszy, sam DAC może jednak zarządzać jedynie próbkami 2K na sekundę. W przypadku 24-bitowego przetwornika cyfrowo-analogowego plus związanego z nim narzutu I2C przesyłanie danych zajmie tylko około 70–80% przepustowości łącza 100 kHz. Jeśli masz wiele przetworników cyfrowo-analogowych na tym samym łączu I2C, możesz użyć szybszego łącza, aby obsłużyć je wszystkie, ale jeśli masz tylko jeden przetwornik cyfrowo-analogowy, nie masz powodu, aby iść szybciej niż 100 kHz.
źródło