Frequência Máxima de Relógio SPI

fmax = 1 / (tsetup + thold + tprop)

Resposta rápida

Esta calculadora resolve f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop) para Frequência de Relógio Máxima. Com Tempo de Setup 10 ns, Tempo de Hold 22 ns, Atraso de Propagação 47 ns, o resultado é 12.66 MHz.

Calculadora

Frequência de Relógio Máxima (MHz)
—

Fórmula

f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop)

Descrição

A frequência máxima de relógio do SPI (ou de qualquer interface síncrona) é limitada pela soma dos requisitos de temporização: tempo de setup (durante quanto tempo os dados devem estar estáveis antes do flanco do relógio), tempo de hold (durante quanto tempo os dados devem estar estáveis após o flanco do relógio) e atraso de propagação (atraso da pista mais atrasos do controlador/recetor). A soma destes determina o período mínimo de relógio, e a frequência máxima é o seu inverso. Na prática, deve adicionar-se uma margem adicional para jitter, diafonia e variação de fabrico.

Variáveis

  • f_max — Frequência de relógio máxima alcançável (Hz)
  • t_setup — Tempo de setup exigido pelo recetor (s)
  • t_hold — Tempo de hold exigido pelo recetor (s)
  • t_prop — Atraso de propagação total, controlador + PCB + recetor (s)

Notas Práticas

O SPI não tem uma frequência máxima especificada no próprio protocolo — é limitada inteiramente pelas especificações do dispositivo e pelo projeto da placa. Frequências máximas típicas de SPI: microcontroladores 10-50 MHz, memória flash 50-133 MHz, ADCs de alta velocidade até 200 MHz. Em barramentos SPI longos, o atraso de propagação domina. Uma pista de 10 cm acrescenta cerca de 600 ps de atraso. Verifique sempre a folha de dados do dispositivo específico para diagramas de temporização e requisitos mínimos de setup/hold.

Símbolos e unidades

Símbolo Significado Unidade predefinida Unidades aceitas
fmax Frequência de Relógio Máxima MHz Hz, kHz, MHz, GHz
tsetup Tempo de Setup ns ps, ns, µs, ms, s, min, h
thold Tempo de Hold ns ps, ns, µs, ms, s, min, h
tprop Atraso de Propagação ns ps, ns, µs, ms, s, min, h

Passo a passo

  1. 1. Dados conhecidos: Tempo de Setup 10 ns, Tempo de Hold 22 ns, Atraso de Propagação 47 ns
  2. 2. A relação: f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop)
  3. 3. Substituir: tsetup = 10 ns, thold = 22 ns, tprop = 47 ns
  4. 4. Resultado: Frequência de Relógio Máxima = 12.66 MHz

Exemplos resolvidos

Faixa mínima

Dados: Tempo de Setup 100 ps, Tempo de Hold 0.22 ns, Atraso de Propagação 0.47 ns

Resultado: Frequência de Relógio Máxima = 1.266 GHz

Faixa baixa

Dados: Tempo de Setup 1 ns, Tempo de Hold 2.2 ns, Atraso de Propagação 4.7 ns

Resultado: Frequência de Relógio Máxima = 126.6 MHz

Típico

Dados: Tempo de Setup 10 ns, Tempo de Hold 22 ns, Atraso de Propagação 47 ns

Resultado: Frequência de Relógio Máxima = 12.66 MHz

Faixa alta

Dados: Tempo de Setup 100 ns, Tempo de Hold 0.22 µs, Atraso de Propagação 0.47 µs

Resultado: Frequência de Relógio Máxima = 1.266 MHz

Faixa máxima

Dados: Tempo de Setup 1 µs, Tempo de Hold 2.2 µs, Atraso de Propagação 4.7 µs

Resultado: Frequência de Relógio Máxima = 126.6 kHz

Como Frequência de Relógio Máxima varia com Tempo de Setup

Tempo de Setup (entrada) Frequência de Relógio Máxima (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

O mesmo resultado noutras unidades

Unidade Valor
kHz 12660
MHz 12.66
GHz 0.01266

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Perguntas frequentes

Como se calcula Frequência Máxima de Relógio SPI?

Use f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop). Com Tempo de Setup 10 ns, Tempo de Hold 22 ns, Atraso de Propagação 47 ns, Frequência de Relógio Máxima dá 12.66 MHz.

Qual é a fórmula de Frequência Máxima de Relógio SPI?

A fórmula é f_max = 1 / (t_setup + t_hold + t_prop). A frequência máxima de relógio do SPI (ou de qualquer interface síncrona) é limitada pela soma dos requisitos de temporização: tempo de setup (durante quanto tempo os dados devem estar estáveis antes do flanco do relógio), tempo de hold (durante quanto tempo os dados devem estar estáveis após o flanco do relógio) e atraso de propagação (atraso da pista mais atrasos do controlador/recetor).

Que unidades usa Frequência Máxima de Relógio SPI?

Frequência de Relógio Máxima é apresentado em kHz, MHz, GHz. Os valores são guardados internamente em unidades base do SI, pelo que pode misturar prefixos sem converter à mão.

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