SPI タイミング/シグナルインテグリティ計算ツール

この計算器は、信頼性の高いマスター/スレーブ通信を実現するためのSPIクロック周波数制限、セットアップ/ホールド時間、およびデータ転送速度を決定します。組み込みエンジニアや FPGA 設計者は、これを使用してマイクロコントローラと周辺IC の間のタイミングマージンを検証します。オリジナルのMotorola SPI仕様（現在は個々のICメーカーによって管理されており、NXPアプリケーションノートAN3020「SPIへのインターフェース」に記載されています）によると、このプロトコルはSCLK、MOSI、MISO、CSの4つの信号を使用します。SPIには単一のISO/IEC規格はありませんが、事実上のタイミングパラメータはマイクロチップのアプリケーションノートAN901に記載されており、SPI互換メモリ用のJEDEC規格JESD79Fは高速フラッシュおよびSRAMデバイスのタイミング要件を定義しています。クロック周波数は、デバイスの機能に応じて100kHzから100MHzの範囲です。一般的なフラッシュメモリは50〜133MHz（ウィンボンドW25Qシリーズ）をサポートしますが、ADCは1〜20MHzに制限されることがよくあります。重要なタイミングパラメータには、t_setup (クロックエッジより前に有効なデータ、通常は 5 ～ 25 ns)、t_hold (クロックエッジより後に有効なデータ、通常は 5 ～ 15 ns)、t_clk (最小クロック周期) などがあります。10MHzのSPIクロックの周期は100ナノ秒で、40ナノ秒のセットアップ、40ナノ秒のホールド、20ナノ秒のマージンが可能です。50 MHz では、これらのマージンはそれぞれ 8 ns に縮小するため、1 ns (15 cm) 以内のトレースマッチングを行うように慎重な PCB レイアウトが必要になります。