Geschwindigkeit 74LV595 zu 74LV595 abhängig Leitungslänge

Daniel D. schrieb:

ich stelle mir das so ungefähr vor: 10 MHz - 10cm 1 MHz - 100cm 100 kHz - 1000cm

Du stellst dir das ein wenig zu einfach vor. Es kommt bei der Signalintegrität vor allem auf eine korrekte Terminierung an. Bei Ausgang-Eingang-Verbindungen (Shift Out -> Shift In) nimmt man dafür gerne eine Serienterminierung direkt am Treiberausgang.

Die hervorgehobenen Wörter solltest du zur weiteren Recherche verwenden.

Daniel D. schrieb:

Gibt es eine Tabelle / Fausregel, aus der Laien - wie ich - ersehen können, welche Datenrate bei welcher Leitungslänge noch eindeutig als LOW und HIGH Signal interpretierbar ist?

Nein, weil das grob betrachtet nicht von der Leitungslänge abhängt, sondern vom Wellenwiderstand der Leitung, damit das Signal einigermaßen sauber am anderen Ende ankommt (wie beim Analog-Fernseher, der Geisterbilder anzeigt, wenn das nicht einigermaßen stimmt - aber das kennst Du vielleicht gar nicht mehr ;-)

Daniel D. schrieb:

10 MHz - 10cm 1 MHz - 100cm 100 kHz - 1000cm (EDIT: laut Datenblatt ist mehr als 10MHz möglich, brauche ich aber nicht.)

Dazu noch eines: die Laufzeit des Signals auf der Leitung hat nichts mit der maximalen Taktrate des Bausteins zu tun. So gesehen "passen" bei hinreichend hoher Geschwindigkeit auf eine hinreichend lange Leitung auch mehrere Bits...

Du stellst dir das ein wenig zu einfach vor.

Hatte ich erwartet ;-) Danke für die Recherche-Stichworte!!!

Wellenwidetstand, Serienterminierung: Da ich nicht vorhabe mir ein teures Impedanzmessgerät, TDR, TNA... zu kaufen würde ich auf Kabel mit definiertem Wellenwiderstand und Serien-Terminierung setzen.

Signalintegrität: Werde ich über ein Oszi und Logic-Analyzer bei verschiedenen Leitungslängen messen.

Sollte das bei Signallängen von 5 bis 20 Metern ein für Laien realistisches Vorgehen sein? Sind auf diesem Weg 10MBit (notfalls 1MBit) zu handhaben?

H. H. schrieb:

Besser wäre es als RS-422, auf verdrillter Leitung.

Das halte ich für eine sehr guten Lösungsanssatz. Vielen Dank.

Eine Rückfrage zum Verständnis: Innerhalb einem Breadboard funktioniert so einiges ohne Terminierungen. Gibt es da eine unkritische Leitungslänge bei der ICs - wie das o.g. Schieberegister - ohne Terminierungen umgehen können? Habe noch nicht gesehen, dass Schieberegister auf Platinen Serienwiderstände bekommen. Oder kommt man da ab einer bestimmten Baudrate nicht umhin?

Wie ist das dann mit der Wegstrecke vom µC zu einem RS-422 Transmitter? Oder vom RS-422 Empfänger einem µC?

Daniel D. schrieb:

Gibt es da eine unkritische Leitungslänge

Ganz grob 20 cm. Siehe Wellenwiderstand: Terminierung.

Clemens L. schrieb:

Daniel D. schrieb:

Gibt es da eine unkritische Leitungslänge

Ganz grob 20 cm. Siehe Wellenwiderstand: Terminierung.

Das klingt ja bestens. Vielen Dank für den Link.

Eine Leitung ist dann als elektrisch lang zu betrachten, wenn die einfache Laufzeit der Leitung größer als ca. 1/6 der minimalen Anstiegszeit der Signale ist.

20cm wären c.a. 1ns "einfache Laufzeit"

Die "minimale Anstiegszeit" der Signale finde ich im o.g. Datenblatt zwar grafisch in Fig. 13 als tr, aber nicht in der zugehörigen Table 8. In deiner Faustformel wäre diese >= 1/6ns.

Daniel D. schrieb:

Anforderung: Einfaches Shift-Out - Shift-In zwischen zwei 74LV595. Leitung: ungeschirmter Draht.

Warum der spezielle LV595 und warum ungeschirmter Draht? Wird permanent übertragen oder nur sporadisch?

In deiner Faustformel wäre diese >= 1/6 ns

Korrektur: 6ns

Mi N. schrieb:

Warum der spezielle LV595

meinst du mit "speziell" weil nicht HC595? Der LV kann bei 3.3V höhere Geschwindigkeit

und warum ungeschirmter Draht?

geschirmt kann ja jeder ;-) nein, wenn ich die Minimallösung habe, kann ich sie ja ohne weiteres verbessern. Tatsächlich werde ich die Kabel vermutlich schirmen. Der physische RS-422 Layer ^ gefällt mir gut, daher werden wohl geschirmte RS-xx Kabel werden.

Wird permanent übertragen oder nur sporadisch?

Es gibt einen Datenstrom von einem zum nächsten Schieberegister. Dann wird er unterbrochen, damit der Empfänger Zeit hat, das gedemultipexte Ergebnis auszuwerten. Durch das demultiplexen können die einzelnen Bits von unterschiedlichen Bauelementen interpretiert werden.

Insgesamt gibt es eine Kette von Modulen - einer sendet zum nächsten. Beim 595 kann ich auf diese Weise sehr schnell die komplette Kette versorgen - den Datenstrom dann anhalten, damit die Teilnehmer zeitgleich (die bis zu ihnen geschobenen) Bits interpretieren können. Alternativ könnte der Datenstrom auch durch serielle Buffer geschoben werden, aus denen sich dann ein µC bedient, z.B. den LV166

Ich werde aber erstmal einen Sender und einen Empfänger bauen und mich an die hohe Geschwindigkeit anpassen. Bisher waren meine Anwendungen <= 115200Baud.

Steve van de Grens schrieb:

Daniel D. schrieb:

Alternativ könnte der Datenstrom auch durch serielle Buffer geschoben werden, aus denen sich dann ein µC bedient, z.B. den LV166

Ich glaube du hast da etwas durcheinander gebracht.

Der 74595 hat serial-in und parallel-out. Der 74166 ist genau umgekehrt: parallel-in, serial-out.

Danke für den Input. Ich meinte einen seriellen Buffer. Bisher kenne ich nur die Möglichkeit alles durch die 74595 zu schieben und dort wo ich in der Kette seriell auslesen will einen Multiplexer an die Parallelausgänge des 74595 dranzuhängen.

Daniel D. schrieb:

Warum der spezielle LV595

meinst du mit "speziell" weil nicht HC595? Der LV kann bei 3.3V höhere Geschwindigkeit

Na ja, ich verwende vielfach den 4094 und der 74HC4094 ist auch schnell und sicherlich überall erhältlich. Für die Verkabelung würde ich CAT-Kabel nehmen, einfach um keine Störstrahlung zu verursachen. Paarweise verdrillt und geschirmt gibt es fertige, konfektionierte Kabel auch überall.

Ein anderer Ansatz wäre eine asynchrone Übertragung, wobei nur eine einzige Datenleitung terminiert werden muß und die Laufzeit unbedeutend ist. Aber gut, das hängt von Deiner Anwendung ab und da will ich Dir nicht reinreden.

Mi N. schrieb:

Na ja, ich verwende vielfach den 4094 und der 74HC4094 ist auch schnell und sicherlich überall erhältlich.

Der kommt bei 3.3V nicht ganz auf die gewünschte Geschwindigkeit soweit sich das aus den Datenblatt-Angaben abschätzen lässt. Aber auch zu dem gibt es ein Pendant 74LV4094, der schnell genug wäre.