FR4 PCB üzerindeki I2C hat izlerini yönlendirmek için vias koyabilir miyim?

100kHz'de I2C üzerinden MSP430FR2633 mikro denetleyici ve ADS122C04IPWR DAC kullanıyorum.

I2C hatlarını 2 Katmanlı PCB'deki yollardan geçebilir miyim?

I2C hızlarında, viaslar size kesinlikle hiçbir sorun çıkarmaz.

En azından, hat direnci, kapasitans veya endüktans açısından sorun yok. Ancak, 2 katmanlı bir kartınız varsa, her iki katmanı da kullanmak en iyi sistematik olarak yapılır, aksi takdirde kendinizi sorunlara götürebilirsiniz.

Birçok insanın yaptığı şey, bir tahtanın bir katmanını toprağa ayırmaktır. Bu genellikle işe yarar, ta ki diğer katmanda 'sadece bir iz' koşarak zemini kesmeye başlayıncaya kadar. Bu parça 'sadece bir başkası' ve diğeriyle birleştirildiğinde, zemin bir dantel perdesi gibi görünüyor. İşini yapmaz ve özellikle deneyimsizseniz, nerede ve nasıl birleştireceğinizi belirlemek zordur. Daha da kötüsü, bazıları tüm izleri yönlendirecek, daha sonra iyi bir kara uçağı yapmasını ümit ederek bir 'bakır dökme' yapacak.

Sinyaller için 2 katman kullanıyorsanız, bir planla başlamak çok daha iyidir. Bir katmanda doğu-batı, diğerinde kuzey-güney yönünde bir 'Manhattan' izleme düzenlemesi kullanın. 'Izgaralı zemin' ile başlayın, her 10 mm'de bir paralel izler koyun ve her kavşakta onlar aracılığıyla. Bu neredeyse bir kara uçağı kadar iyi çalışıyor ve I2C hızlarında kesinlikle iyi. Artık bir parkuru herhangi bir yerden, herhangi bir yere çalıştırmak için sistematik bir yolunuz var ve mevcut zemin sürekliliğini bozmadan tam olarak ihtiyaç duyduğunuz yerde tahtanın diğer tarafına atlayabilirsiniz.

Bir alternatif, bir yer düzlemi kullanmaktır, ancak tüm sinyaller için sinyal katmanınızda kalarak parçalamayı önlemek. Parçaları bileşenlerin altından geçirerek parçaları çaprazlayın. Bu amaç için 'sıfır ohm' direnç satın alabilirsiniz, ancak 1 veya hatta 10 ohm direnç I2C direnç seviyelerinde bir tel kadar iyi olacaktır.

Genel olarak - evet. 100 kHz sinyal çok affedicidir. SDA'yı ve SCL'yi birbirine yakın şekilde benzer bir şekilde yönlendirdiğinizden emin olun.

Ayrıca I2C toplam kapasite 400 pF'yi de unutmayın (izler gerçekten uzunsa bu sorunla karşılaşabilirsiniz).

Sorun olmamalı. 800 kHz'e kadar sorunsuz çalışan I²C'de vias kullanıyoruz.

Gördüğüm en kötü şey, I²C hattında bir seri direnç yaratan kötü bir şeydi. Bu, I²C iletişiminin başarısız olduğu anakartın dönüş oranını o kadar kötü etkiledi. Ama bu bir prototip panosundaydı ve şimdiye kadar hiç bir üretim panosunda olmadı.

100kHz hareket etmek oldukça kolaydır. Ekipmanımızda, sistemin müşteri tarafından değiştirilebilen bir kısmına monte edilmiş I2C EEPROM'lar bulunur, böylece bu parça değiştirildiğinde kalibrasyonda yapılan değişiklikler kontrolör tarafından otomatik olarak okunur. Bunun için kablolar metre uzunluğunda olabilir ve şimdiye kadar iyi çalışıyor. Kuşkusuz, düşük kapasitif kablolarımız var, ancak yine de, bir PCB üzerinden önemli bir şey yok.

100kHz orijinal I2C standart frekansı olsa da, hikayenin sonu olmadığını unutmayın. I2C "Hızlı Mod" 400kHz'e, "Hızlı Mod Plus" 1MHz'e ve "Yüksek Hızlı Mod" 3.4MHz'e kadar izin verir. Veri sayfasına baktığınızda, DAC'niz 1MHz'e kadar "Fast Mode Plus" özelliğini destekler. 100kHz'de kaldığınız sürece, temel olarak istediğinizi yapabilirsiniz, çünkü önemli olan yeterince hızlı değildir, ancak gelecekte daha hızlı gitmek istiyorsanız, daha hızlı dijital sinyaller için tasarım kurallarını araştırmalısınız.

Bununla birlikte, DAC'ın kendisi saniyede sadece 2K örneği yönetebilir. 24 bit DAC artı ilgili I2C ek yükü için, veri aktarımları 100kHz bağlantıda bant genişliğinin yalnızca% 70-80'ini alacaktır. Aynı I2C bağlantısında birden fazla DAC'niz varsa, hepsine hizmet vermek için daha hızlı bir bağlantı kullanmak isteyebilirsiniz, ancak yalnızca tek bir DAC'niz varsa, 100kHz'den daha hızlı gitmek için bir nedeniniz yoktur.