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SPI 타이밍 및 신호 무결성 계산기

비트 주기, 프레임 시간, 트레이스 커패시턴스로 제한되는 최대 클록 주파수, 신호 슬루율을 포함한 SPI 버스 타이밍 파라미터 계산

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공식

t_bit = 1/f_CLK; τ = R_drive·C_trace; f_max = 1/(4.4τ)

t_bit — Bit period (ns)
τ — RC time constant (ns)
R_drive — Drive output impedance (3.3V/I_drive) (Ω)
C_trace — Total trace capacitance (F)
f_max — Maximum clock frequency (Hz)

작동 방식

직렬 주변 장치 인터페이스 (SPI) 는 마이크로 컨트롤러와 주변 장치 간의 근거리 통신을 위해 임베디드 시스템에서 사용되는 동기식 직렬 통신 프로토콜입니다.이 프로토콜은 데이터 전송을 위한 별도의 회선 (MOSI 및 MISO), 직렬 클럭 (SCLK) 및 슬레이브 선택 (SS) 회선이 있는 마스터-슬레이브 구성을 사용하여 작동합니다.SPI 타이밍은 클럭 주파수, 데이터 전송 속도 및 신호 타이밍 특성과 같은 파라미터를 포함하여 안정적인 데이터 전송을 보장하는 데 중요합니다.

계산 예제

10MHz 클록 주파수에서 작동하는 마스터 장치가 있는 시스템을 생각해 보십시오.원하는 데이터 전송이 8비트 워드이고 최소 클록 펄스 폭이 50나노초인 경우 계산은 다음과 같이 진행됩니다. 1) 최대 데이터 전송 속도 계산: 10MHz = 10,000,000 전송/초 2) 최소 펄스 지속 시간 계산: 클럭 사이클당 50ns 3) 설정 및 유지 시간이 장치 사양을 충족하는지 확인 4) 8비트 워드당 총 전송 시간 결정: 약 0.8마이크로초

실용적인 팁

  • ✓마스터 및 슬레이브 장치의 타이밍 사양을 항상 확인하십시오.
  • ✓안정적인 신호 레벨을 보장하기 위해 풀업/풀다운 저항을 사용하십시오.
  • ✓신호 무결성 고려 및 트레이스 길이 최소화
  • ✓장치 기능에 따라 적절한 클럭 주파수를 선택합니다.

흔한 실수

  • ✗잘못된 클럭 극성 및 위상 구성
  • ✗주변 장치의 최대 주파수 제한 무시
  • ✗고속 통신을 위한 부적절한 신호 컨디셔닝

자주 묻는 질문

일반적으로 범위는 특정 장치 및 회로 설계에 따라 1MHz ~ 50MHz입니다.
슬레이브 선택 라인 수에 따라 여러 슬레이브 장치를 연결할 수 있습니다.
클럭 주파수, 데이터 전송 속도, 설정 시간, 보류 시간 및 전파 지연

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