Integrità di segnale e protezione pin da overshoot

[AndreaBad]

Buonasera a tutti,
sto facendo una ricerca su un dubbio che mi è venuto in mente.
Ho fatto alcuni ragionamenti e vorrei un parere esperto.

nel seguente articolo dell'altera:
http://www.altera.com/technology/signal ... asics.html
viene spiegato che per circuiti elettronici e PCB che hanno frequenze di lavoro (clock) sotto i 30Mhz non serve una analisi di "integrità di segnale" sul progetto: di fatto, a bassa frequenza, si possono trattare le piste in rame come elettrotecnica insegna (in regime quasi statico). Diversamente invece, per progetti che lavorano a frequenze alte, le piste che portano segnali digitali ad alta frequenza devono essere studiate con appositi CAD di integrità del segnale ed "interpretate" come linee di trasmissione, e questa analisi serve per addattare le linee al carico:
> per TRASPORTARE gli impulsi correttamente al carico (senza distorsioni).
> per evitare onde di tensione overshoot / undershoot (cioè oscillazioni sopra Vcc /sotto GND causate da riflessioni al carico non adattato) che possono facilmente DISTRUGGERE i pin dei microcontrollori!

Un tool simpatico per avere una "idea" di questi overshoot / undershoot: http://www.ultracad.com/tline.htm
(provare: Step, Z0=50, Rs=0, RL=1000)

Ora, stavo pensando preoccupato proprio riguardo questi overshoot/undershoot che si possono presentare su una pista in cui si vuole però trasmettere un singolo semplice gradino.
Nel mio progetto quindi sto lavorando a bassa frequenza, e NON ho fatto alcuna analisi di integrità del segnale:
sto semplicemente generando un gradino (il generatore è l'uscita di un sensore da 0 a Vdd=+5V e rimane a Vdd per secondi) che poi vado a leggere con un pin input digitale di un microcontrollore (ATTINY13A Atmel).
Non avendo fatto quindi alcuna analisi di integrità del segnale, potrebbe benissimo essere che la pista di rame che collega il sensore al micro sia una linea NON adattata al carico del pin GPIO del micro ATTINY13A (diciamo, SE l'avessi analizzata ad alta frequenza me ne sarei potuto accorgere...).
Dunque, se fosse una linea non adattata dovrebbe succedere questo, se mi soffermo al "primissimo istante" dopo il gradino:
1 il generatore (sensore) genera il gradino 0 -> Vdd
2 sulla pista si trasmette il gradino
3 essendo di fatto una linea non adattata, si generano delle riflessioni sulla linea con undershoot/overshoot
4 le riflessioni rapidamente vengono dissipate e sulla linea si stabilizza Vdd

Ora, ho detto al "primissimo istante" dopo il gradino perché giustamente queste riflessioni avvengono davvero rapidamente (come ovvio, avrebbero effetti significativi di distorsione se dovessi trasmettere dati e impulsi ad alta frequenza) e per trasmettere un gradino si dovrebbero osservare quindi solo e per un brevissimo periodo dopo il fronte 0->Vdd. Quindi non avrei problemi di distorsioni significative del gradino da parte del microcontrollore ATTINY13, come è lecito pensare.
In ogni modo, però, starei comunque trasmettendo un gradino su una linea non adattata (una linea di trasmissione disadattata è e rimane tale ad alta o bassa frequenza...) e gli overshoot/undershoot il povero ATTINY13A se li cuccherebbe , anche se solo per un brevissimo istante dopo il fronte del gradino.

Ora, da datasheet dell'ATTINY13A, viene indicato che tutti i pin hanno due diodi per protezioni da overshoot/ undershoot, quindi una protezione ci sarebbe per assorbire credo quindi "brevi" oscillazioni sopra Vdd o sotto GND (come nel caso del gradino) ed evitare che il pin si distrugga.
Il pin si distruggerebbe invece se gli overshoot/undershoot fossero molto pià frequenti (come nel caso in alta frequenza senza adattare la linea).

Credo che questo ragionamento fili... ma vorrei anche un parere esperto (ci tengo ai pin del mio ATTINY13A )

grazie per l'attenzione
Andrea

[TardoFreak]

Quelle oscillazioni che vedi non faranno mai del male ai pin del micro.

Vivi felice.

[AndreaBad]

grazie TardoFreak!

grazie per la rassicurazione sui pin.

In ogni modo, quello a cui stavo pensando è questo:
anche se si lavora in bassa frequenza (gradino) in ogni modo saranno presenti riflessioni sulla linea, se non adattata (quindi overshoot/undershoot), solo che generalmente si trascurano perché per onde quadre a bassa
frequenza le riflessioni non distorcono significativamente il segnale (e per questo si trattano le piste in rame come corti e non come linee).

E' giusto questo ragionamento (più teorico che pratico)?

Grazie
Andrea