Покритикуйте схему каскадной платы расширения SPI Опции

[turnon]

Задумка такова - есть мастер SPI и много слейвов. Количество слейвов заранее неизвестно, максимальное - 32. Слейвы подключаются через плату расширения, на одной плате - 8 слейвов. Платы расширения могут включаться каскадом друг в друга.

Вход платы расширения: MOSI, MISO, SCK, SEL
Выход платы расширения: MOSI_OUT, MISO, SCK, SEL

Вход MOSI второй платы расширения подключается на выход MOSI_OUT первой платы раширения.

SCK, MISO – напрямую на слейвы, MOSI – через коммутатор 74HC157. При активном SEL (0) коммутатор пропускает на выход MOSI с выхода переполнения сдвигового регистра 74HC595 (пин 9), при неактивном (1) – пропускает MOSI как есть.

Выходы SELx отключенны пока активируется нужный SELx (благодаря инвертору U2).



Сценарий работы.

Активируем SELx нужного слейва - подаем на SEL 0 и выводим в SPI 32-х битное число с 0-м битом в нужной позиции..

Отпускаем SEL (подаем 1), на одном из SELx оказывается активный (0) уровень. Если адрес больше 7 – он уйдет на следующую плату расширения через MOSI_QH / MOSI_OUT.

Передаем данные выбранному слейву, на текущей плате уйдет на MOSI, на следующих – на MOSI_OUT.

[twix]

Потенциальных проблем две.
1. SCK у Вас походу идет без буферизации от мастера сразу ко всем клиентам, то есть 32 входа.
Непонятно как он вообще идет, то есть есть плат расширения и есть еще какие то отдельные
провода или трассы которые как то идут мимо платы.

2. MISO также не показан, то есть все 32 передатчика будут подключены ко входу мастера, также без буферизации.
Тоже самое, несколько десятков устройств пускай с высоким импедансом, подключенные к одной точке,
это будет такая гидра из трасс и буферов, однозначно могут быть искажения.

Мое мнение малой кровью тут не обойтись, либо делать все по чесноку.
Пришел на плату расширения SPI, попал на мультиплексор и от него на каждое устройство отдельные 4 провода SPI.

Либо работать на очень низкой скорости, где на все плевать.

Плюс вообще нет никаких защит, ни от замыканий, ни от статики.

Я не шучу, у нас инженеры разрабатывали очень сложные устройства, и использовали шину I2C для совершенно простой диагностики и
какого там простого управления. Так вот суперсложные узлы работали как часы, а с шиной 8 месяцев был геморрой.

Сообщение отредактировал twix - Apr 3 2018, 18:29

[turnon]

1. SCK у Вас походу идет без буферизации от мастера сразу ко всем клиентам, то есть 32 входа.
Непонятно как он вообще идет, то есть есть плат расширения и есть еще какие то отдельные
провода или трассы которые как то идут мимо платы.

Спасибо за подробный ответ. Привел только схему коммутации. Чтобы быть уверенным, что это принципиально рабочее.

SPI идет только по платам расширения. Все 4 сигнала SPI заходят на плату расширения через ferrite bead и далее на буфер 74HC125, а с него уже по разъемам слейвов.

Плюс вообще нет никаких защит, ни от замыканий, ни от статики. Вы создаете себе огромный гемор с таким подходом,
хотя есть плюс, его можно долго разгребать, практически бесконечно и все это время получать зарплату занимаясь несложной работой.

От статики поставлю ESDA5V3L, 2 шт. на 4 ноги. Достаточно только на входе платы расширения или надо и на выходе мастера?

[Plain]

От статики поставлю ESDA5V3L

Как, куда, когда? А после того, как соизволите, нам ещё раз всё критиковать по-новой?

[turnon]

Как, куда, когда? А после того, как соизволите, нам ещё раз всё критиковать по-новой?

Простите, не уточнил сразу. Вот схема.

[bloody-wolf]

Простите, не уточнил сразу. Вот схема.

Хотелось бы уточнить целесообразность использования 5 вольтового SPI онтерфейса. Собственно нафига оно вам надо? почему не 3.3?
опять же, применительно к буферу, я бы, на вашем месте, поставил бы не буфер, как таковой, а левел шифтер, что то наподобие TXB0104 или MAX3395E, скорее всего все равно комутировать придется с логикой 3.3В, т.е. левел транслятор возможно понадобится, плюс он же как редрайвер и он же как ESD защита, ибо имет встроенную по I/O ногам.

BLM18 с сигнальных линий выкинуть фпечь и поставить резисторы, в районе 10-33 Ом.

BLM21 по питанию ставить с обвесом ОКОЛО НИХ перед и после конденсаторов, что то типа 4.7мкФ+0.1 перед, и 10...47мкФ+0.1 после. Это помимо конденсаторов у источников питания.

ЗЫ. А вообще конечно странно для таких вещей не пользовать какую-нибудь дешманскую CPLD, самое то, чтобы не городить огород с регистрами, буферами, защелками и тд и тп от Латисс или Альтеры. цена вопроса 1-4 доллара, зато к ЦПЛД можно прикрутить не только конвертер цепочки SPI, а еще и например ватч-дог/удаленный резет/управление цепочкой питания и тп.

Это так, мысли в слух.

[iosifk]

ЗЫ. А вообще конечно странно для таких вещей не пользовать какую-нибудь дешманскую CPLD, самое то, чтобы не городить огород с регистрами, буферами, защелками и тд и тп от Латисс или Альтеры. цена вопроса 1-4 доллара, зато к ЦПЛД можно прикрутить не только конвертер цепочки SPI, а еще и например ватч-дог/удаленный резет/управление цепочкой питания и тп.

Это так, мысли в слух.

еще мысли. Если уж ставить CPLD, то можно часть выходов сконфигурить как JTAG... Хотя бы и дать внешнюю к CPLD перемычку, что бы выбрать режим работы порта SPI или JTAG... Тогда можно будет не только удаленно перепрошивать что-то, но и делать сканирование удаленных плат...

[turnon]

еще мысли. Если уж ставить CPLD, то можно часть выходов сконфигурить как JTAG... Хотя бы и дать внешнюю к CPLD перемычку, что бы выбрать режим работы порта SPI или JTAG... Тогда можно будет не только удаленно перепрошивать что-то, но и делать сканирование удаленных плат...

Остапа несло..
Сканировать и так могу удаленно. Но это ненадежный сценарий. Модуль на посадочном месте должен быть прописан принудительно, если его там нет - значит кричать наружу об ошибке.