我的 MCU 运行带有大约 4 个设备的 SPI 总线。我也想将此总线扩展到板外，即让一些 PCB 连接到“主”板并扩展功能。“焊盘到焊盘”的距离为：
主板走线长度+线缆长度+扩展板上走线长度
3" + 6" + 3" = 大约 12"
根据我的经验，即使是上升时间约为 7 ns 的 1 MHz 信号，在此距离上通过带状电缆也会过冲超过 1 V（但没有过度振铃）。这些板将由相同的电源供电。
注意：这里看不到上升时间，但可以看到过度过冲——这是一个 3.3V 信号。是的，这是用一根从探头到地的非常短的导线正确测量的。就像它经常在这个网站上推荐一样。我不认为这是一个测量错误。
我希望系统以 4 MHz 工作，但 2 MHz 也是可以接受的。最大。我想连接的板数约为 4，这将扩展 SPI 总线以拥有大约 12 个设备。我认为通过代码管理这并不难，因为我已经有了这样的工作。拥有额外的从选择线也不是问题。
但是，我关心的是如何将 SPI 数据从一块板发送到另一块板。我应该直接发送 SPI 还是在一端将其转换为 LVDS，然后在另一端将其转换回 SPI？
经验法则表明，如果您的连接长度超过信号波长的 1/10，则必须计算传输线效应。
传输线会在阻抗突然变化的地方引起反射。反射信号加到原始信号上，可能会在发射器侧再次反射，并以这种方式来回走动。结果显示在图表中：您正在谈论的过冲和一些振铃。
12" 线长 (30cm) 是 3m 波长或 100MHz 的 1/10。1MHz，甚至 4MHz 在这里应该不会造成太大问题。不过，正如 Wouter 所说，终止线路可能是第一个措施。输入可能是高阻抗，这绝不是一个很好的匹配。由于您的连接中有三个不同的部分（PCB，电线，PCB），因此很难找到特性阻抗。（PCB和电线也会有所不同，所以在非常高的频率下，你也会在电缆的连接处得到反射。）鉴于短的长度和低频，你的终端电阻的值并不重要。100\$\Omega\$ 对于微控制器来说可能太低了，他们中的大多数不能提供 33mA（甚至 50mA，在 5V 时）。我会尝试一个 1k\$\Omega\$ 电阻器开始，看看能走多远。
编辑（重新问题更新）
上升时间似乎是 7ns。这很快，就像 Kortuk 所说的那样，这意味着你的频谱至少达到 400MHz，即使你的时钟只有 1MHz，这些谐波确实会受到传输线的影响。尝试将它们过滤掉，20MHz 带宽（4MHz 时钟为 80MHz）为您提供了足够多的上升时间。这是用 20MHz 的砖墙LPF 过滤的 1MHz 方波：
放置一个串联电阻将与线路电容形成一阶 LPF。如果我们估计在 50pF 时
\$ R = \dfrac{1}{2 \pi \cdot 100 MHz \cdot 50 pF} =32 \Omega \$
给你100MHz的截止频率。因此，一个 33\$\Omega\$ 串联电阻应该会减少您的上升时间，但留下的余量足以在 4MHz 处获得良好的信号。
对于这么短的总线，我会尝试将一个小电阻与驱动线路的任何东西串联。这不是将传输线理论考虑在内的理论上的理想方法，而是一种实用的方法，我认为它对您的情况来说足够好。尝试 47 Ω 作为启动器，看看它有什么作用。如果这有帮助但还不够，您可以更高，但我不会超过 120 Ω。很有可能在该范围内的某个地方，您会发现一个足够好的值。
AFAIK 如果您的驱动程序可以驱动负载，则可以通过适当的终止来消除过冲。否则，像 LVDS 甚至 RS485 这样的专用驱动器/接收器对肯定会起作用。
过去我在带状电缆上运行 SPI 时遇到过严重问题，尽管这些问题比你描述的要长得多。抗噪性成为一个真正的问题，损坏的命令最终到达了我的外围设备。未能通过 CE 抗扰度测试就足够了。如果您稍后在这方面遇到麻烦，我建议在每块板上放置一个单独的 MCU，并通过 CANbus 连接它们。