Повторитель и / или сплиттер тактового сигнала

[SleepWalkerF]

Доброго времени суток. У меня устройство работает со множеством смарт-карт. Сигналы I/O и RST коммутируются. А вот CLK подключен ко всем вставленным смарт картам всегда (к тем, которые не запитаны тоже). Все бы хорошо, но когда карт вставлено более 80-110 штук (кол-во зависит от конкретных экземпляров смарт карт) - начинаются проблемы с обменом данных и примерно половина карт вовсе не пингуются или пингуются через раз, но в процессе обмена все равно "отваливаются". Смарт карты в устройстве как на 1.8, так и на 3 вольта. Экспериментально выяснил, что проблема именно в сигнале CLK.

Подскажите, пожалуйста, как лучше поступить в этом случае? Поставить сплиттер тактового сигнала и раскидать CLK на группы смарт-карт? Или же достаточно будет какого-нибудь буфера-повторителя? Частоты 1-5 МГц. И если можно, названия подходящих элементов.

Нормально ли коммутировать тактовый сигнал аналоговым мультиплексором?

Можно ли это реализовать на более-менее доступной элементной базе? Специализированных микросхемы (clock buffer, repeater etc) у нас в городе достать проблематично, а задача требует максимально быстрого решения.

Заранее благодарю за помощь.

[mike-y-k]

На каждую карту/группу смотрит свой чип или они все на общей шине работают?

Собственно проблемы видимо в коэффициенте разветвления - выходной ток и приличная емкость для одной линии в такой схеме - хороший источник проблем.
Вопросы в толерантности входов к другим напряжениям (3V CLK при питании 1.8V).

А решение в обычных шинных драйверах, например. Даже простые схемы 2ИЛИ вполне подойдут. Единственно - на шину CLK нужно подавать сегментами с отдельного формирователя (например 2ИЛИ с высокой нагрузочной способностью) и избегать каскадирования больше 2 - это может сильно задержать фронт.

Для более точных советов нужно побольше данных про Вашу установку.

[SleepWalkerF]

I/O и RST коммутируются отдельно на каждую карту. VCC коммутируется на группы по 32 карты. 1.8 карты спокойно выдерживают подачи 3 вольт (по крайней мере без их инициализации подачей RST). Одна группа в 32 карты отлично тактируется (другие смарт карты в группе не влияют на работу активной). Думаю, что тактировать 3 вольтами 1.8 вольтовую смарт карту не стоит. Тактовую частоту и напряжение питания выбирает ридер для каждой смарт-карты индивидуально. По питанию стоит повторитель напряжения. По тактовому сигналу в идеале было бы также повторять и амплитуду. Поэтому не уверен, что цифровая логика здесь подойдет. Или может цифровой повторитель / сплиттер / мультиплексор питать текущим напряжением смарт-карты, что б выходная амплитуда не превышала допустимую.

[DanilinSA]

Ставить что типа то SN74AUP1T34 на каждую карту.
Соединить:
А - вход тактовой
В - выход тактовой на смарт карту
VCCA - напряжение тактовой ( 3.3 ? )
VCCВ - напряжение напряжение питания смарт-карты.
Это если на каждую отдельно.

Или SN74AUP1T34 + мощный буфер с широким диапазоном питания на всю группу.
Т.е. SN74AUP1T34 выступает в роли транслятора уровня, а мощный буфер с диапазонам питания от 1.8 обеспечит нужный ток линии.

А если на группу "в паралель" - ставь 2 штуки 74AVCH16T245 (16 линий) или что аналогичное.


Карта получит тактовую того напряжения, что ей нужно.

[Yuri222]

CLK подключен ко всем вставленным смарт картам всегда (к тем, которые не запитаны тоже)

Если карту не запитать питанием и подать на нее сигнал - она будет запитываться от сигнала через внутренние диоды, которые идут от ног I/O к шине питания внутри микросхемы
Т.е. - ИМХО сделать столько CLK, сколько коммутируемых по питанию групп, обеспечить согласование уровней (чтобы 3-вольтный клок не шел на 1,8 карту - иначе она будет питаться от клока). Ну и пусть этот кагал клоков валит на карты, лишь бы нагрузочная способность клоковых буферов позволяла оставаться этим буферам в добром здравии -
представьте себе группу карт 32 шт, внутри карты - кондеры 0,1 мкФ. В сумме 3 мкф. Вот это и должен смочь зарядить клоковый буфер и не сильно сгореть при этом.

[Yuri222]

Нормально ли коммутировать тактовый сигнал аналоговым мультиплексором?

Как сказать. Если мощный общий буфер, рассчитанный на сотню CLK входов карт, а аналоговый коммутатор - на каждую CLK ногу - то может быть и норм.
Дело в том, что сопротивление открытого канала аналогового коммутатора - от единиц до сотен Ом (в зависимости от типа коммутатора).
Если к коммутатору с сопротивлением пару сотен Ом подключить несколько десятков входов с емкостью каждого, скажем, 10 пФ - вот и считайте постоянную времени такой цепочки, и как затянутся фронты CLK на входах карт после коммутатора..

[mike-y-k]

Блок схему.
Схему узла одной карты.
Описание алгоритма выбора.
Карты одного напряжения подключаются в свои разъёмы или селектор напряжения с ридера на соответствующий порт?
Как меняется осциллограмма CLK до момента появления ошибки?
Карты работают параллельно или поочередно?
Подробности логики работы понять бы…

[DanilinSA]

Не стоит мудрить с аналоговым коммутатором. Ему там не место.
Смотри как правильно:
1) На каждую группу ставишь транслятор уровня. Т.к. напряжения питания карт у групп может различаться. Например SN74AUP1T34 или аналог.
2) После SN74AUP1T34 мощный буфер. Например SN74LVC1G17 ( питание 1.65-V to 5.5-V, выход 24 мА, частота до 150 МГц, триггер шмитта) - хватит с огромным запасом . Он может светодиодами светить, а не 32 входа дергать.

Теперь тактовый генератор работает не на кучу входов, а на групповые трансляторы. Проблемы с перегрузкой тактовой линии уйдут.

[SleepWalkerF]

Не стоит мудрить с аналоговым коммутатором. Ему там не место.
Смотри как правильно:
1) На каждую группу ставишь транслятор уровня. Т.к. напряжения питания карт у групп может различаться. Например SN74AUP1T34 или аналог.
2) После SN74AUP1T34 мощный буфер. Например SN74LVC1G17 ( питание 1.65-V to 5.5-V, выход 24 мА, частота до 150 МГц, триггер шмитта) - хватит с огромным запасом . Он может светодиодами светить, а не 32 входа дергать.

Теперь тактовый генератор работает не на кучу входов, а на групповые трансляторы. Проблемы с перегрузкой тактовой линии уйдут.

Напряжение питания и клок задает генератор ридера. Напряжение питания с него беру через мощный повторитель и подаю его только на активную в данный момент группу. Так что напряжения клока и питания всегда получаю одинаковые. В таком случае может достаточно будет взять буферы типа SN74LVC1G17 на каждую группу, входы запараллелить и на клок от ридера? А запитывать только буфер нужной группы (или может даже все буферы, питание неактивных групп будет отключено) от повторителя "правильным" напряжением? Или трансляторы уровней (хотя транслировать как бы не надо) все же лишним не будет?

В данный момент 16 групп, а место свободного почти нет на плате, хотя и smd все. Хочется сэкономить. )))

UPDATE: Может есть подобные микросхемы-буферы с одним входом (входы буферов физически соединены в микросхеме) и несколькими выходами? Все, которые нашел имеют равное кол-во входов и выходов...

[sat_art]

74HC04 1,3,5,9,11,13 - вместе, это вход.
2,4,6,8,10,12 - 6 выходов на 6 групп карт. Один из них на следующую микросхему.
3,57 мГц частота, 8-10 карт без проблем работает.