3.3V UART信号の最大ケーブル長

2つの異なるボード上の2つのマイクロコントローラー間でRS-232コンバーターを使用しないでください。さまざまな理由により、SPIまたはI2Cがサポートされていないなど、UARTのみがサポートされており、ボード間のRJ45ジャックにCAT5Eケーブルを使用します。データレートは115200bpsで、場合によっては921600bpsまでです。グラウンドはUART信号とともに接続されます。

現在、必要な長さで動作していますが、私自身の教育のために、これが信頼できる最大ケーブル長を推定する方法はありますか？

単一の安全な答えはありません。それは、ケーブルの長さ、周囲の電気的ノイズ、そしてあなたがどれだけ速く行きたいかに関係しています。イーサネットはCAT5ケーブルを使用して、最も低速な種類の10 Mbit / sで送信するため、適切な予防策を講じれば 1 Mbit / sを簡単に実行できます。イーサネットでは、各信号が独自のツイストペアを取得し、各ペアが各端でケーブルの特性インピーダンスで慎重に終端されることに注意してください。各ペアは差動で駆動され、差動で解釈され、グランドループが発生しないように設計されています。

これらすべてを行うと、1000メートルなどの長距離でCAT5ケーブルで1 Mbit / sデータを送信できます。これらのことを少なくすると、使用可能な距離が短くなります。たとえば、同じシャーシ内のボード間だけの場合は、おそらく特別なことをする必要はありません。ユニットの外に出ている場合は、差動ラインドライバーとレシーバーが役立ちます。

セットアップで何かを試して、受信側の信号を見て、ノイズマージンを確認し、必要に応じて調整します。たぶん、エラーを検出して回復できるプロトコルを使用し、それがどのくらいの頻度で発生しているかを追跡してください。詳細情報なしでここにリストする方法は多すぎます。

イーサネットは差動信号方式を使用し、TTL信号はシングルエンドです。

イーサネットはプリエンファシスを使用しますが、TTLは使用しません。

イーサネットは電流モード、TTLは電圧モードです。

イーサネットはエッジの数を減らす変調方式を使用しますが、TTLはそうでないかもしれません（標準のASYNCは確かにそうではありません）

イーサネットドライバーとレシーバーはケーブルにインピーダンスマッチングされていますが、慎重に設計されていない限り、TTLはそうではありません（もしあれば、TTLではありません！）

イーサネットは、対称信号（スキャブリングを使用）を使用して、偶数1の密度を作成します。ASYNCシリアルには、ケーブルを充電するバイアスが組み込まれているため、反対側から信号を取得するには克服する必要があります。

これらの理由から、1Gbpsで145mのイーサネットを取得できるからといって、同じケーブルで3.3V TTL信号から同じ（またはさらに1000倍）を取得できるわけではありません。

RS422などの差動信号ドライバーを使用することをお勧めします。実際、RS422は、差動信号（RS232はシングルエンド）のため、低電圧での実行は長時間の実行に適していますが、
また、ドライバーとレシーバーはプリエンファシスなどのエッジの品質を改善するために巧妙なことを行います。