在大多數(shù)情況下，隔離SPI非常簡單。這些線路都是單向的，使用標準的數(shù)字邏輯電平來存儲數(shù)據(jù)，并且沒有集電極開路輸出來支持電線和連接。只要速度相當適中，低于約5MHz時鐘速率，大多數(shù)數(shù)字隔離器就可以完成這項工作，而不會大驚小怪。不幸的是，隨著時鐘速率的增加，有一個限制速度的問題。

SPI的標準實現(xiàn)使用主器件生成的時鐘信號SCLKM來控制總線上的所有數(shù)據(jù)移動。數(shù)據(jù)在主站和從站之間移動，就好像它們是兩個相互連接的移位寄存器一樣。主站和從站將數(shù)據(jù)提供給時鐘一端的總線，并將數(shù)據(jù)讀入另一端的移位寄存器。只要通過總線的往返傳播延遲小于時鐘周期的一半，該系統(tǒng)就可以正常工作，因為數(shù)據(jù)必須在下一個時鐘邊沿，半個時鐘周期后返回主站。

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將隔離集成到SPI總線中會限制SCLKM速率，因為來自從器件的數(shù)據(jù)必須在下一個時鐘邊沿之前到達主設(shè)備。由于發(fā)生這種情況所需的最短時間是最大傳播延遲的 2 倍，因此這設(shè)置了時鐘速率的最大限制。

我們通常建議將ADuM1401C用于此工作，因為它的保證速度為45 MHz，最大傳播延遲為32 ns。當用于隔離SPI時，時鐘半周期必須大于2個傳播延遲，或最大SCLKM速率為7.8MHz。與數(shù)字隔離器的最大吞吐量相比，這是對數(shù)據(jù)速率的嚴重限制。事實上，數(shù)字隔離器需要小于5.5 ns的最大保證傳播延遲才能支持45 MHz SPI。

幸運的是，有一個直接的解決方案可以消除這個瓶頸。如果SCLKM信號與來自從器件的數(shù)據(jù)一起通過耦合器包裝回去，則新信號SCLKS和數(shù)據(jù)之間的時序與耦合器的傳播延遲偏斜相同。SCLKS可用于將數(shù)據(jù)時鐘回主站，其速率再次由耦合器的保證數(shù)據(jù)速率設(shè)置。在每個事務(wù)之后，輔助緩沖區(qū) MREG2 被復(fù)制到 MREG1 在本例中，這將 SPI 時鐘速率提高到完整的 45MHZ，提高了 5 倍。該解決方案的成本是額外的耦合器通道來包裝主時鐘信號和主控制器中的額外輸入移位寄存器

推薦用于SPI應(yīng)用的iCoupler器件是ADuM1401C和ADuM3441。使用這些器件可以實現(xiàn)高達 50 MHz 的數(shù)據(jù)速率。

審核編輯：郭婷