SPI总线电路防护方案

SPI总线为高速同步串行接口，支持全双工通信，传输速率可达10 Mbps以上，典型应用包括Flash、ADC、传感器等。SPI在芯片的管脚上占用四根线，节约芯片管脚的同时为PCB布局节约空间。SPI协议未设定速度上限，实际应用中往往能实现超过10 Mbps的传输速率，这一特性使得SPI总线成为传输未压缩音频及压缩视频等大数据量内容的理想选择。

SPI接口一般使用四条信号线通信：

MISO： 主设备输入/从设备输出引脚。该引脚在从模式下发送数据，在主模式下接收数据。

MOSI： 主设备输出/从设备输入引脚。该引脚在主模式下发送数据，在从模式下接收数据。

SCLK：串行时钟信号，由主设备产生。

CS/SS：从设备片选信号，由主设备控制。它的功能是用来作为“片选引脚”，也就是选择指定的从设备，让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。

其面临的防护挑战：

1. 寄生电容需小于2pF以避免信号衰减（尤其是SCLK和MOSI/MISO高速信号线）

2. 需满足IEC 61000-4-2 Level 4（±8kV接触放电，±15kV空气放电）

3. 需同时保护SCLK、MOSI、MISO、CS四路信号线

晟驰微电子对此提供两种电路防护解决方案

方案一：

SRV05-4D封装为SOT23-6L，有六个引脚，可同时保护SPI接口的四条通道免受静电放电(ESD)和低等级浪涌事件的冲击与干扰。该器件的工作电压为5V，结电容最大1.8pF，最大钳位电压为20V@IPP=25A，符合IEC 61000-4-2 (ESD) 规范，在 ±30kV（空气）和 ±30kV（接触）下提供瞬变保护。

SRV05-4D电气特性

方案二：

CSL05G4U封装为DFN2510，是十引脚集成式ESD防护器件。器件的流通式封装设计简化了 PCB 布局，减少布线过程中的不连续性，促进了信号完整性和系统稳定性的提升。该器件的工作电压为5V，结电容仅为0.45PF，钳位电压为21.5V@IPP=20A，符合IEC 61000-4-2 (ESD) 规范，在 ±25kV（空气）和 ±20kV（接触）下提供瞬变保护。

CSL05G4U电气特性