Calculadora de Temporización SPI

Esta calculadora determina los límites de frecuencia del reloj SPI, los tiempos de configuración/espera y las velocidades de transferencia de datos para una comunicación maestro-esclavo confiable. Los ingenieros de sistemas integrados y los diseñadores de FPGA la utilizan para verificar los márgenes de tiempo entre los microcontroladores y los circuitos integrados periféricos. Según la especificación SPI original de Motorola (ahora mantenida por distintos fabricantes de circuitos integrados y documentada en la nota de aplicación AN3020 de NXP, «Interfaz con la SPI»), el protocolo utiliza 4 señales: SCLK, MOSI, MISO y CS. Si bien SPI no cuenta con un estándar ISO/IEC único que lo rija, los parámetros de temporización de hecho están documentados en la nota de aplicación AN901 de Microchip y el estándar JEDEC JESD79F para memorias compatibles con SPI define los requisitos de temporización para los dispositivos flash y SRAM de alta velocidad. Las frecuencias de reloj oscilan entre 100 kHz y 100 MHz, según las capacidades del dispositivo: las memorias flash típicas admiten entre 50 y 133 MHz (serie Winbond W25Q), mientras que los ADC suelen tener un límite de 1 a 20 MHz. Entre los parámetros de temporización críticos se incluyen t_setup (datos válidos antes de la hora del reloj, normalmente de 5 a 25 ns), t_hold (datos válidos después de la hora, normalmente de 5 a 15 ns) y t_clk (período de reloj mínimo). Un reloj SPI de 10 MHz proporciona un período de 100 ns, lo que permite una configuración de 40 ns, una retención de 40 ns y un margen de 20 ns. A 50 MHz, estos márgenes se reducen a 8 ns cada uno, lo que requiere un diseño cuidadoso de la PCB con trazas que coincidan en 1 ns (15 cm).