关于SD NAND在SDIO总线上拉电阻的设计,4.7KΩ 可用于部分场景,但需结合信号质量、总线负载和规范要求综合判断。以下是关键分析及建议:
标准范围
CMD和DAT线:规范建议 10KΩ~100KΩ(常用 10KΩ),主要提供初始电平稳定和总线冲突保护。
CLK线:禁止上拉(可能干扰时钟边沿,导致同步失败)。
若使用4.7KΩ,其驱动电流需求更高(I = VDD / R ≈ 3.3V/4.7KΩ ≈ 0.7mA
),可能增加主机驱动压力。
2.信号完整性影响
低阻值(4.7KΩ)优点:加速上升沿,改善长走线或高容性负载的信号质量。
缺点:
增大总线静态功耗(尤其多设备时);
可能引起过冲/振铃(阻抗失配时);
违反SD协会电气规范(V4.0+要求10KΩ±5%)。
场景 | 是否推荐4.7KΩ | 原因 |
---|---|---|
短走线(<5cm) | ✅ 可用 | 信号衰减小,低阻值可增强抗干扰能力 |
长走线(>15cm) | ⚠️ 谨慎使用 | 需阻抗匹配,优先通过端接电阻优化,而非降低上拉阻值 |
多设备共享总线 | ❌ 不推荐 | 多负载等效电容增大,低阻值易导致信号过冲 |
低功耗设备(如电池供电) | ❌ 不推荐 | 静态电流增加约2倍(4.7KΩ vs 10KΩ) |
高速模式(SDR104以上) | ❌ 不推荐 | 边沿速率敏感,低阻值可能引发振铃 |
优先选择10KΩ
符合规范且兼容性最佳,多数SD NAND(如旺宏/华邦系列)设计默认采用。
需用4.7KΩ时的优化措施
上升/下降时间 <1ns
过冲 <10% VDD
添加串联阻尼电阻:在信号线上串联 22Ω~33Ω 电阻,抑制过冲(位置靠近主机端)。
缩短走线长度:控制在 10cm以内,避免阻抗不连续。
验证眼图:使用示波器测量 >200MHz带宽,确保信号满足:
CLK线的特殊处理
增加 π型滤波器(如10pF+0Ω+10pF)滤除噪声;
缩短CLK走线并包地处理。
绝对禁止上拉,若外部干扰严重,可考虑:
上拉电阻 | 信号质量(20cm走线) | 功耗增加 | 规范符合性 |
---|---|---|---|
10KΩ | 过冲5%,边沿0.8ns | 基准 | ✅ 完全符合 |
4.7KΩ | 过冲12%,振铃明显 | +110% | ⚠️ 偏离规范 |
4.7KΩ+33Ω阻尼 | 过冲7%,边沿0.9ns | +120% | ⚠️ 需特例验证 |
若走线短、单设备、非低功耗场景:4.7KΩ可用(需加阻尼电阻验证眼图);
其他情况:强烈建议改用10KΩ,避免兼容性风险。
CLK线务必保持无上拉,优化手段以屏蔽和滤波为主。
推荐方案:
CMD/DAT[0:3]:10KΩ上拉至VDD(优先靠近SD NAND端放置);
CLK:串联33Ω电阻+包地处理,长度≤10cm;
电源旁路:SD NAND的VDD引脚并联 10μF+0.1μF电容。
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