Frecuencia de Reloj Máxima de SPI

fmax = 1 / (tsetup + thold + tprop)

Respuesta rápida

Esta calculadora resuelve f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop) para Frecuencia de Reloj Máx.. Con Tiempo de Establecimiento 10 ns, Tiempo de Mantenimiento 22 ns, Retardo de Propagación 47 ns, el resultado es 12.66 MHz.

Calculadora

Frecuencia de Reloj Máx. (MHz)
—

Fórmula

f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop)

Descripción

La frecuencia de reloj máxima de SPI (o de cualquier interfaz síncrona) está limitada por la suma de los requisitos de temporización: tiempo de establecimiento (cuánto tiempo deben estar estables los datos antes del flanco de reloj), tiempo de mantenimiento (cuánto tiempo deben estar estables los datos después del flanco de reloj) y retardo de propagación (retardo de la pista más los retardos del controlador/receptor). El total de estos determina el periodo de reloj mínimo, y la frecuencia máxima es su recíproco. En la práctica, debe añadirse un margen adicional para el jitter, la diafonía y la variación de fabricación.

Variables

  • f_max — Frecuencia de reloj máxima alcanzable (Hz)
  • t_setup — Tiempo de establecimiento requerido por el receptor (s)
  • t_hold — Tiempo de mantenimiento requerido por el receptor (s)
  • t_prop — Retardo de propagación total, controlador + PCB + receptor (s)

Notas prácticas

SPI no tiene una frecuencia máxima especificada en el propio protocolo: está limitada por completo por las especificaciones del dispositivo y el diseño de la placa. Frecuencias máximas de SPI típicas: microcontroladores 10-50 MHz, memoria flash 50-133 MHz, ADC de alta velocidad hasta 200 MHz. Para buses SPI largos, domina el retardo de propagación. Una pista de 10 cm añade unos 600 ps de retardo. Compruebe siempre la hoja de datos específica del dispositivo para los diagramas de temporización y los requisitos mínimos de establecimiento/mantenimiento.

Símbolos y unidades

Símbolo Significado Unidad por defecto Unidades aceptadas
fmax Frecuencia de Reloj Máx. MHz Hz, kHz, MHz, GHz
tsetup Tiempo de Establecimiento ns ps, ns, µs, ms, s, min, h
thold Tiempo de Mantenimiento ns ps, ns, µs, ms, s, min, h
tprop Retardo de Propagación ns ps, ns, µs, ms, s, min, h

Paso a paso

  1. 1. Datos conocidos: Tiempo de Establecimiento 10 ns, Tiempo de Mantenimiento 22 ns, Retardo de Propagación 47 ns
  2. 2. La relación: f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop)
  3. 3. Sustituir: tsetup = 10 ns, thold = 22 ns, tprop = 47 ns
  4. 4. Resultado: Frecuencia de Reloj Máx. = 12.66 MHz

Ejemplos resueltos

Rango mínimo

Datos: Tiempo de Establecimiento 100 ps, Tiempo de Mantenimiento 0.22 ns, Retardo de Propagación 0.47 ns

Resultado: Frecuencia de Reloj Máx. = 1.266 GHz

Rango bajo

Datos: Tiempo de Establecimiento 1 ns, Tiempo de Mantenimiento 2.2 ns, Retardo de Propagación 4.7 ns

Resultado: Frecuencia de Reloj Máx. = 126.6 MHz

Típico

Datos: Tiempo de Establecimiento 10 ns, Tiempo de Mantenimiento 22 ns, Retardo de Propagación 47 ns

Resultado: Frecuencia de Reloj Máx. = 12.66 MHz

Rango alto

Datos: Tiempo de Establecimiento 100 ns, Tiempo de Mantenimiento 0.22 µs, Retardo de Propagación 0.47 µs

Resultado: Frecuencia de Reloj Máx. = 1.266 MHz

Rango máximo

Datos: Tiempo de Establecimiento 1 µs, Tiempo de Mantenimiento 2.2 µs, Retardo de Propagación 4.7 µs

Resultado: Frecuencia de Reloj Máx. = 126.6 kHz

Cómo varía Frecuencia de Reloj Máx. con Tiempo de Establecimiento

Tiempo de Establecimiento (entrada) Frecuencia de Reloj Máx. (resultado)
1 ns 14.29 MHz
2.5 ns 13.99 MHz
5 ns 13.51 MHz
7.5 ns 13.07 MHz
10 ns 12.66 MHz
15 ns 11.9 MHz
20 ns 11.24 MHz
40 ns 9.174 MHz
70 ns 7.194 MHz
100 ns 5.917 MHz

El mismo resultado en otras unidades

Unidad Valor
kHz 12660
MHz 12.66
GHz 0.01266

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Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula Frecuencia de Reloj Máxima de SPI?

Usa f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop). Con Tiempo de Establecimiento 10 ns, Tiempo de Mantenimiento 22 ns, Retardo de Propagación 47 ns, Frecuencia de Reloj Máx. resulta 12.66 MHz.

¿Cuál es la fórmula de Frecuencia de Reloj Máxima de SPI?

La fórmula es f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop). La frecuencia de reloj máxima de SPI (o de cualquier interfaz síncrona) está limitada por la suma de los requisitos de temporización: tiempo de establecimiento (cuánto tiempo deben estar estables los datos antes del flanco de reloj), tiempo de mantenimiento (cuánto tiempo deben estar estables los datos después del flanco de reloj) y retardo de propagación (retardo de la pista más los retardos del controlador/receptor).

¿Qué unidades usa Frecuencia de Reloj Máxima de SPI?

Frecuencia de Reloj Máx. se muestra en kHz, MHz, GHz. Los valores se guardan internamente en unidades base del SI, así que puedes mezclar prefijos sin convertir a mano.

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