Чи можу я поставити віаси на маршрутизацію слідів ліній I2C на друкованій платі FR4?

11

Я використовую мікроконтролер MSP430FR2633 та ADS122C04IPWR DAC над I2C на 100 кГц.

Чи можу я прокласти лінії I2C через віаси на двошаровій друкованій платі?

3

Здається, це робити болісно лише за допомогою двох шарів. Будь-яка поважна причина, чому? Вартість не є вагомою причиною.

— Лундін

4

Якщо ви хотите щось робити як хобі з грошима з власної кишені, вартість - це дуже вагома причина. Двошарові дошки дешеві. Більше 2 шарів дуже дорого коштує.

— Трістан

1

@Lundin Ціна на 10 дощок підскочить з $ 7,24 до $ 34,24, якщо ви зробите 4 шару. Це суттєво для любителів.

— Навін

2

@Navin Не знаю, де ти купуєш друковані плати, але ти стаєш важко шахрайським.

1

@Amarth Не соромтеся зв’язати кращого постачальника. Я завжди pcbshopper.com вибираю. Зауважте, що мої ціни включають доставку до США.

— Навін

27

На швидкостях I2C віаз не викличе абсолютно ніяких проблем.

Принаймні, жодних проблем з точки зору опору колії, ємності чи індуктивності. Однак якщо у вас є двошарова дошка, то використання обох шарів краще робити систематично, інакше ви можете привести себе до проблем.

Що багато хто робить - це присвятити один шар дошки грунту. Це, як правило, працює добре, доки вони не починають рубати грунт, коли "другий трек" проходить на іншому шарі. Коли до цієї доріжки приєднується «просто інша», а інша земля закінчується схожою на мереживну завісу. Це не робить свою роботу, і важко визначити, куди і як зшити її разом, особливо якщо ви недосвідчені. Ще гірше, що деякі прокладуть усі траси, потім зробить «мідну заливку», сподіваючись, що це зробить хорошу площину грунту.

Якщо ви використовуєте 2 шари для сигналів, то набагато краще почати з плану. Використовуйте систему відстеження "Манхеттен" на одному шарі схід-захід, північ - південь. Почніть з «сітчастої ґрунту», покладіть паралельні доріжки кожні 10 мм або близько того, і через них на кожному перехресті. Це працює майже так само, як і наземний літак, а на швидкостях I2C абсолютно так само добре. Тепер у вас є систематичний спосіб вести доріжку з будь-якого місця та з будь-якого місця, і ви можете перейти на іншу сторону дошки саме там, де вам потрібно, не порушуючи існуючої безперервності землі.

Альтернативою є використання площини заземлення, але уникнути подрібнення її, залишаючись на рівні сигналу для всіх сигналів. Перетинайте доріжки, пропускаючи доріжки під компонентами. Ви можете придбати для цієї мети резистори "нуль Ома", хоча резистор 1 або навіть 10 Ом буде таким же хорошим, як і дріт на рівнях опору I2C.

— Neil_UK
джерело

2

Щоб уникнути подрібнення площини заземлення, це допомагає тримати сліди на ньому якомога коротше. Використовуйте його лише для перетину треків, а не для подолання відстані. Це також допомагає переглянути фактичну електричну відстань між компонентами до загального заземлення. Наприклад, від роз'єднання ковпачків до ІС, вони повинні роз'єднатися (часто люди просто дивляться на провід VDD).

— Майкл

1

@Michael Ви, звичайно, правильні. Мене розірвало між тим, що я не згадував про макет взагалі, і даючи ретельну відповідь на макет. Можливо, ця часткова відповідь потрапляє між двома стільцями. Наскільки добре ми вирішуємо питання заземлення, дуже залежить від досвіду.

— Neil_UK

9

Загалом - так. Сигнал 100 кГц дуже прощає. Переконайтесь, що маршрути як SDA, так і SCL аналогічним чином, близько один до одного.

Також майте на увазі межу загальної ємності I2C 400 пФ (ви можете зіткнутися з цим питанням, якщо сліди дійсно довгі).

— філо
джерело

8

Не повинно бути проблем. Ми використовуємо віа на I²C, які працюють до 800 кГц без проблем.

Найгірше, що я бачив, - це поганий вхід, який створив серійний опір у лінії I²C. Це вплинуло на швидкість руху плати настільки погано, що зв’язок I²C не вдався. Але це було на прототипній дошці і досі ніколи не бувало на виробничій дошці.

— Арсенал
джерело

6

100 кГц досить просто переміщатися. Наше обладнання має I2C EEPROM, встановлені у заміненій клієнтом частині системи, так що зміни калібрування при заміні цієї частини автоматично зчитуються контролером. Кабелі для цього можуть бути метрами, і поки це нормально. Щоправда, у нас є кабелі з низькою ємністю, але все-таки через друковану плату це не велика справа.

Зауважте, що хоча 100 кГц є початковою стандартною частотою I2C, це ще не кінець історії. I2C "Швидкий режим" дозволяє до 400 кГц, "Швидкий режим плюс" дозволяє до 1 МГц, а "Швидкісний режим" дозволяє до 3,4 МГц. Дивлячись на таблицю даних, ваш ЦАП підтримує "Швидкий режим Плюс" до 1 МГц. Поки ви залишаєтесь на 100 кГц, тоді ви можете в основному робити все, що завгодно, тому що це не так швидко, щоб мати значення, але якщо ви, можливо, захочете піти швидше в майбутньому, тоді слід вивчити правила проектування для більш швидких цифрових сигналів.

Однак, ЦАП сам може керувати лише 2К зразками в секунду. Для 24-розрядного ЦАП плюс пов'язаного з ним режиму I2C передача даних займе приблизно 70-80% смуги пропускання по каналу 100 кГц. Якщо у вас є кілька ЦАПів на одному і тому ж посиланні I2C, можливо, ви хочете скористатися більш швидким посиланням, щоб обслуговувати їх усіх, але якщо у вас є лише один ЦАП, то у вас немає причин йти швидше, ніж 100 кГц.

— Грехем
джерело