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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik I2S und I2C im gemeinsamen RJ45 Netzwerkkabel?


Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Hi zusammen,

ich tüftle gerade an einer möglichst einfachen und kostengünstigen 
Verbindung zwischen 2 Platinen innerhalb eines Gehäuses.

Übertragen wird ein I2S Audio Bus und ein I2C Steuerbus. Kabellänge max. 
1m.

Nun sind mir allerdings noch ein paar Fragen offen:

- Kann der Schirm als alleiniger GND verwendet werden oder ist es ratsam 
noch eine eigene Ader für GND zu verwenden?

- Wie sollen die I2S Leitungen angeordnet werden? Also BCK, LRCK, SCK 
und Data?

- Ist es überhaupt ratsam noch den I2C Bus ins selbe Kabel zu packen? 
Wie sollten hier die Leitungen SDA und SCL aufgeteilt werden?

Hat hier damit jemand Erfahrung?

Vielen Dank für eure Unterstützung.

Gruß
Matthias

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Matthias M. schrieb:
> - Kann der Schirm als alleiniger GND verwendet werden oder ist es ratsam
> noch eine eigene Ader für GND zu verwenden?

Das ist kein GND, sondern nur Schirm und lediglich zur Gehäusemasse 
geführt. Ein etwaiger Signal-GND muss im Kabel geführt werden - sowas 
gibts ja bei der ursprünglichen Verwendung der Kabel gar nicht.

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Hmm ok das dachte ich mir fast.
Also bei einer reinen I2S Übertragung (4 Signale) wäre es wohl das Beste 
zu jedem Signal ein GND Signal im Adernpaar mitzuführen.

Ich fürchte I2C dann noch mit rein zubringen wird schwierig...

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Eventuell so?

Adernpaar 1:
 - I2S DATA
 - I2S LCRK

Adernpaar 2:
 - I2S SCK
 - GND

Adernpaar 3:
 - I2S BCK
 - GND

Adernpaar 4:
 - I2C SCL
 - I2C SDA

Wobei mir da der fehlende GND beim I2C Sorgen macht...

Beitrag #5024688 wurde vom Autor gelöscht.
Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Das kann variieren zwischen sehr kurz und max. 1m.

Außerdem soll das später auch durch eine EMV Prüfung ...

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Matthias M. schrieb:
> Wobei mir da der fehlende GND beim I2C Sorgen macht...

Da du nix symmetrisch überträgst, solltest du dir generell ums 
Übersprechen Gedanken machen. Vor allem I²C ist nicht fehlertolerant und 
quittiert Signalspitzen einfach mit Hängen.

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Ja... also doch so:

Adernpaar 1:
 - I2S DATA
 - GND

Adernpaar 2:
 - I2S SCK
 - GND

Adernpaar 3:
 - I2S BCK
 - GND

Adernpaar 4:
 - I2S LRCK
 - GND

Und I2C auf eine eigene Verbindung. Noch bin ich ja in der Designphase 
und kann sowas mit einplanen.

Nun zur Frage bezüglich der I2S Belegung. Hat damit jemand Erfahrung?

Autor: Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)
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Matthias M. schrieb:
> Ja... also doch so:

Ist zumindest im Moment das sinnvollste. Wenn du eine Masterclock hast, 
wird die aber wegen der hohen Frequenz immer noch auf die anderen Adern 
durchsingen. Musst also alle Signale niederohmig antreiben und evtl 
filtern.

Autor: Der Markt (Gast)
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Die Komerziell erhältlichen Geräte, die ich so gesehen habe, nutzen alle 
eine HDMI Buchse für den I2S Link nebst steuerbus. Vielleicht ist das ja 
eine Optikn für Dich.

Einfach mal nach "I2S HDMI Pinout" suchen.

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Die I2S Leitungen werden über SN74AHC1G125 Buffer getrieben. Sollten 
also niederohmig genug sein.


Hmm ernsthaft? HDMI innerhalb des Gerätes von Platine zu Platine?

-> grad mal gegoogelt: die Übertragen I2S im HDMI Kabel aber auch 
symmetrisch...

Autor: Der Markt (Gast)
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Besser oder schlechter als RJ45 finde ich das auch nicht. Was spricht 
denn gegen Flachbandkabel?

Ansonsten gibt es auch sehr dünne HDMI Kabel.

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Der Markt schrieb:
> Was spricht
> denn gegen Flachbandkabel?

der fehlende Schirm. Ich hab damit echt miese Erfahrungen gemacht.

Autor: Clemens L. (c_l)
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Matthias M. schrieb:
> Die I2S Leitungen werden über SN74AHC1G125 Buffer getrieben. Sollten
> also niederohmig genug sein.

(Wobei AHC hochohmiger als andere Logikfamilien ist.)

> die Übertragen I2S im HDMI Kabel aber auch symmetrisch...

Wenn du eh schon ein GND pro Signal hast, dann würde ich mir überlegen, 
diesen Buffer durch LVDS zu ersetzen.

> Außerdem soll das später auch durch eine EMV Prüfung ...

http://www.ti.com/lit/SLLA030 hat einen Vergleich von AHC und LVDS.

Der Markt schrieb:
> Was spricht denn gegen Flachbandkabel?

Dass diverse Hersteller mit Extra-Filtern dafür ihr Geld verdienen, 
z.B.:
https://product.tdk.com/en/products/emc/guidebook/...
http://www.murata.com/products/catalog/pdf/c35e.pdf
(Könnte aber vielleicht immer noch billiger als ein 'ordentliches' Kabel 
sein; es wird schon seinen Grund haben, dass es trotzdem eingesetzt 
wird.)

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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An LVDS hab ich noch gar nicht gedacht. Eventuell wirklich eine Idee.

GND fällt dann aber weg, oder? Mal abgesehen vom Schirm.

Sprich jedes Adernpaar hat dann einen pos. und einen neg. Kollegen.

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Clemens L. schrieb:
> http://www.murata.com/products/catalog/pdf/c35e.pdf

Das PDF ist ja der Hammer. Vielen Dank dafür.

Ich schwenke gerade gedanklich wirklich in Richtung LVDS Line Driver und 
Flachbandkabel.

Empfiehlt ihr mir LVDS oder LVTTL?

Autor: Clemens L. (c_l)
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Matthias M. schrieb:
> LVDS ... GND fällt dann aber weg, oder? Mal abgesehen vom Schirm.

Der Pegel der beiden Signal-Leitungen wird immer noch relativ zu GND 
gemessen (und erst dann verglichen), eine gemeinsame Masse ist also 
notwendig. Allerdings fließt jetzt über GND kein Strom mehr.

> Empfiehlt ihr mir LVDS oder LVTTL?

Bei normaler Logik (z.B. LVTTL) kannst du nicht kontrollieren, über 
welche GND-Leitung der Strom zurückfließt.

Welche Frequenz benutzt dein I²S denn? Wahrscheinlich nicht ganz so hoch 
wie bei der Video-Übertragung in den Beispielen oben?

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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Clemens L. schrieb:
> ...Allerdings fließt jetzt über GND kein Strom mehr.

widerspricht sich etwas mit ...

> ... über welche GND-Leitung der Strom zurückfließt.


> Welche Frequenz benutzt dein I²S denn? Wahrscheinlich nicht ganz so hoch
> wie bei der Video-Übertragung in den Beispielen oben?


knapp 25MHz.

Ich werde mich vermutlich für die LVDS Transmitter von Analog 
entscheiden:

http://www.analog.com/en/products/interface-isolat...

Die von TI sind mir etwas zu teuer und ich blick nicht ganz durch welche 
genau ich verwenden sollte.

Autor: Matthias M. (matthiasm)
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EDIT:

Es werden wohl folgende Chips:

DS90LV049TMTX/NOPB    (4/2 Channel LVDS Transmitter/Receiver)
DS90LV047ATMTCX/NOPB    (4/0 Channel LVDS Transmitter)

Damit übertrag ich dann I2S und SPI (anstelle von I2C). Sprich 6 
Adernpaare hin -> 2 zurück.

Bin mir nur noch etwas unsicher ob Flachbandkabel, ZIF Connector oder 2x 
RJ45.

Terminiert wird mit 110Ohm auf der Empfangsseite, oder?

Autor: Clemens L. (c_l)
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Matthias M. schrieb:
>> ...Allerdings fließt jetzt über GND kein Strom mehr.
>
> widerspricht sich etwas mit ...
>
>> ... über welche GND-Leitung der Strom zurückfließt.

oben LVDS, unten (LV)TTL

> Bin mir nur noch etwas unsicher ob Flachbandkabel, ZIF Connector oder 2x
> RJ45.

Twisted Pair macht weniger Probleme bei der EMC-Prüfung. Aber es könnte 
sein, dass Flachbandkabel (eventuell mit Gleichtaktdrossel) bei dir 
ausreicht.

> Terminiert wird mit 110Ohm auf der Empfangsseite, oder?

Üblich sind 100 Ω. (DS90LT012A hätte den schon eingebaut.)
Aber kennst du überhaupt die Impedanz deines Flachbandkabels? ;-)

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