Begrenzung der Spurabmessungen für JTAG-Signale

Ich habe einen JTAG-Bus, den ich für etwa 12 Zoll über die Leiterplatte führen muss (oder Kabel herstellen könnte). Ich versuche, die Signalintegritätsspezifikationen für den JTAG-Bus herauszufinden ... welche Leiterbahnbreite im Vergleich zur Leiterbahnlänge kann ich verwenden und wie viel dB-Verlust pro Längeneinheit?

Versuchen zu verstehen, wie lange Spuren sein können.

Das Programmieren von Altera-PLDs mit JTAG hat bei einem Job, den ich gemacht habe, nicht weiter als etwa 250 mm funktioniert, und es war ein Albtraum, Altera dazu zu bringen, die Fakten auszuspucken. Das war übrigens vor etwa 5 Jahren. Grundlegende Signalreflexionen waren das Problem. Ich habe es nie weiter untersucht, weil es kein wichtiges Produktmerkmal war, aber ich vermute, dass eine Form der Terminierung zum Funktionieren gebracht werden könnte.

Antworten (1)

Ich würde mir keine Sorgen um Verluste machen, weil Sie keine Kraft übertragen. Bei einer einfachen Implementierung bestimmt die Leiterbahnlänge die Signallaufzeit auf dem Bus und damit die maximale Frequenz, mit der Sie den Bus betreiben können.

Die Leiterbahnimpedanz ist ebenfalls nicht kritisch: Solange Sie die Impedanz konstant halten, können Sie mit Reflexionen umgehen. Wenn Sie nur ein einziges JTAG-Target anschließen, können Sie mit der Serienterminierung Ihrer Signale davonkommen. Fügen Sie für eine typische 50-Ω-Impedanzspur einen ~30-Ω-Widerstand in Reihe mit dem Treiberstift hinzu (in der Nähe des JTAG-Adapters für TDI, TMS, und TCK; in der Nähe des JTAG-TAP für TDO). Die genauen Zahlen hängen natürlich von den verwendeten ICs und deren Fahreigenschaften ab.

Je länger Ihre Signalspuren sind, desto mehr Kapazität stellen sie dem Treiberpuffer zur Verfügung. Eine höhere Kapazität verringert die maximale Geschwindigkeit, die Sie über die Verbindung erreichen können.

Drei Kommentare: 1) Sie können immer noch Verluste haben, auch wenn Sie keine "Energie übertragen". Versuchen Sie, ein 10-GHz-Signal durch diesen Pfad zu führen, und Sie werden einen Verlust feststellen. Unter ~5GBps ist überhaupt kein Grund zur Sorge. 2) Es ist mühsam, die Leiterbahnimpedanz der Leiterplatte an die Kabelimpedanz anzupassen, da es sonst zu Reflexionen kommen kann. 50R ist keine schlechte Zahl. Wichtiger wird es sein, längere Stubs zu vermeiden. 3) Längere Spuren begrenzen die Höchstgeschwindigkeit nicht. Übertragungsleitungen lesen und verstehen. - Ansonsten gute Antwort.
Könnten Sie bitte erläutern, warum in diesem speziellen Fall längere Spuren die Höchstgeschwindigkeit nicht begrenzen? Für eine einfache synchrone JTAG-Implementierung sehe ich aufgrund der endlichen Umlaufzeit zwischen TCKdem Ausgehen und TDOdem Zurückkommen eine Grenze.
Die Antwort sprach davon, dass die Kapazität die Geschwindigkeit begrenzt. Das ist nicht der Fall. Möglicherweise haben Sie ein Szenario, in dem die Setup / Hold-Zeiten Ihres JTAG-Treibers so angeordnet sind, dass er aus Zeitgründen nur mit voller Geschwindigkeit mit kürzeren Leiterbahnlängen arbeitet (habe das noch nie erlebt, aber wer weiß).
Innerhalb realistischer Grenzen wird die längere Spur nur eine längere Verzögerung darstellen. Und höhere Kapazität. Das geht aber auch mit mehr Induktivität einher und bildet so eine weitgehend verlustfreie Übertragungsleitung. Hat keine großen Auswirkungen auf die Anstiegs- / Abfallzeiten. Die Kapazität ist also kein Grund, die Leiterbahnlänge zu begrenzen.
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