本文将介绍如何通过差异界面延长串行外设界面(SPI)支持远程温度或压力传感器的系统设计可应用于总线。

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在SPI应用中，主控器件和受控器件间的距离相对较近，而信号也通常不会传递到印刷电路板(PCB)之外。SPI信号类似于单端、晶体管-晶体管逻辑(TTL)根据不同的应用程序，信号的运行速率可达100Mbps。一条SPI总线由四个信号组成：系统时钟(SCLK)，主装输出从器件输入(MOSI)，主要器件输出从器件输出(MISO)和芯片选择(CS) 。提供主控器件SCLK，MOSI和CS受控器件提供信号MISO信号。图1显示标准SPI总线的总线架构。

图1：SPI总线

若用户需要将SPI您的微控制器或数字信号处理器的信号(DSP)远程电路板(包括电路板以外(包括模数转换器)(ADC)，数模转换器(DAC)或者其他设备)，该怎么办？

由于以下原因，这种操作具有挑战性。

首先，未端接信号线引起的反射会严重影响信号的完整性。传输介质的特性阻抗和端接阻抗差异很大，导致总线上的阻抗不匹配。因此，能量驻波将从总线一端辐射到另一端，导致通信误差。电磁干扰 (EMI)原因也是一个问题SPI向外的高频部分向外放射，导致信号与相邻信号混合。

但这里有一个简单的解决方案：使用差分信号。SN65LVDT41和SN65LVDT14差分收发器接收SPI并将其转换为信号TI一级代理低压差分信令(LVDS)。由于其抗噪性和带宽，LVDS在SPI它可以在应用程序中运行良好。在之前的博客《获得连接》中讨论了一篇文章LVDS基本原理和优势；点击此处查看本文。

SN65LVDT41和SN65LVDT14架构可以使整个架构SPI总线转化为支撑LVDS：同方向使用MOSI，SCLK和CS相反，信号的四个收发器被用于相反的方向MISO一个信号收发器。LVDS芯片组还具有内置端接带来的额外优点，应用简单，可以减少电路板空间应用中的组件数量。图2显示了上述芯片组的扩展SPI总线架构的组成结构。这个实现方式并不要求必须使用5类屏蔽双绞线(STP)，但如果使用这种电缆，这种架构的实现就会更加简单。

图2：已扩展SPI总线

图3、4和5显示SN65LVDT41和SN65LVDT14发射器在五类线的长度上发射速度为100Mbps时的性能。SN65LVDT41和SN65LVDT14内的接收器支持2000mV在这些距离和速度下输入耐受阀值的发射器可以很容易地满足耐受阀值。

图3:8米五线100Mbps TX波形

图4:15米五线100Mbps TX波形

图5:25米五线100Mbps TX波形

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