Wenn eine PIC-MCU mehrere Vdd / Vss bietet, sollten Sie alle mit Strom versorgen?

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Schauen Sie sich dieses Beispielschema an:

Beispiel Schema

Bei dem fraglichen Chip handelt es sich um den PIC18F4550. Wie Sie sehen, wird der Strom auf beiden Seiten bereitgestellt (mit einer 100-nF-Kappe, um das Rauschen zu glätten, denke ich). Ist dies unbedingt erforderlich, oder können Sie die eine Seite mit Strom versorgen und die andere Seite einfach ignorieren? Ich weiß, dass ich gerade die Kraft beiseite gelegt habe und alles noch gut zu funktionieren scheint, aber ich fühle mich unwohl dabei. Ich glaube, dass sie keine Pins verschwenden würden, die etwas Nützliches tun könnten, wenn sie ein zusätzliches Paar Power-In / Out-Pins hätten.

Zu welchem ​​Zweck verfügt diese PIC-MCU (und andere, die sie mögen) über mehrere Stromanschlüsse?

Robert Massaioli
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Antworten:

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Jeder Vdd- und Vss-Pin (und, falls vorhanden, AVdd- und AVss-Pin) muss angeschlossen und jedes Paar muss entkoppelt werden. Mehrere Versorgungsstifte mit eigener Entkopplung sorgen dafür, dass verschiedene Teile des Chips eine saubere niederohmige Versorgung erhalten, was nicht der Fall wäre, wenn die Versorgung im Chip selbst verteilt wäre.

Damit die Entkopplung effektiv ist, sollten die Verbindungen zu den Stiften kurz und die Leiterbahnen breit sein, um die Induktivität zu minimieren. Die Versorgungsschiene sollte zum Kondensator und dann zum Pin führen. Es ist keine gute Idee, den Kondensator nur auf Stichleitungen zu legen, wobei die Versorgung und die Masse zuerst zu den Pins führen.

Leon Heller
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Füge hinzu: Während es bei einem Mikrocontroller wahrscheinlich nicht der Fall ist, ist es manchmal vorteilhaft, separate Netzteile für verschiedene Teile des Chips zu haben, bei denen ein bestimmtes Teil empfindlich auf sauberen Strom reagiert.
user606723
Wie kann ein Teil empfindlich auf "saubere Energie" reagieren?
Leon Heller
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Vielleicht hätte ich sagen sollen, "empfindlich auf die Sauberkeit der Macht"? DACs haben oft separate analoge und digitale Spannungsquellen.
user606723
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Wie im Datenblatt angegeben, sind alle Strom- und Masse - Pins müssen angeschlossen werden. Dies beinhaltet auch analoge Stromversorgung und Erdung (AVdd, AVss). Jeder Leistungsstift sollte einen eigenen Überbrückungskondensator haben, der so nahe wie möglich daran liegt.

Mehrere Vdd- und Vss-Pins sind wahrscheinlich intern mit einem Punkt verbunden. Aufgrund von Einschränkungen der Matrize ist jedoch jede dieser Zuführungen separat erforderlich. Der PIC scheint mit nur einem verbundenen Paar zu laufen, aber einige Spannungen im Chip sind dann wahrscheinlich nicht wie beabsichtigt und verschiedene subtile Dinge könnten schief gehen.

Olin Lathrop
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Vielen Dank für die hervorragende Resonanz und genau das habe ich vermutet; dass subtile Probleme ohne mein Wissen auftreten können. Auf welcher Seite im Datenblatt haben Sie festgestellt, dass beide verbunden sein müssen? Ich schwöre, ich habe versucht, diese Informationen zu finden, bevor ich diese Frage gestellt habe und konnte es nicht.
Robert Massaioli
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@ Robert: Ich weiß, ich habe es gesehen, und es ist sowieso ein bekanntes Problem. Ich habe mir nur das Datenblatt 18F4550 angesehen und es auch nicht gefunden. Vielleicht erwähnen es nicht alle Datenblätter, oder es steht im Familienhandbuch oder so. Auf jeden Fall weiß ich, dass ich dies von Microchip explizit gesehen habe und mich nicht genau erinnern kann, wo oder von wem.
Olin Lathrop
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Es wird in den Datenblättern für die 16-Bit-Teile erwähnt.
Leon Heller
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Sie können einen PIC nur mit einem Paar Strom / Masse betreiben. Dies wird jedoch nicht empfohlen.

  • Ein Stromanschluss kann nur eine bestimmte Strommenge sicher liefern. Mit 2 verdoppelt sich die aktuelle Kapazität.

  • Die Erdungsstifte sind häufig auch Kühlkörper. Wenn sie nicht angeschlossen werden, kann sich in einem Teil des Chips zu viel Wärme aufbauen.

  • Mehrere Entkopplungskondensatoren mit getrennten Einspeisungen in den Chip verbessern die Gesamtstromaufnahme und die Signalreinheit des PIC.

Also ja, für einfaches Experimentieren und Prototyping können Sie nur ein Paar verwenden, wenn Sie möchten, aber für alles in der Produktion verwenden Sie sie alle.

Majenko
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Wahrscheinlicher ist die Induktivität und nicht der Widerstand der kritischste Faktor für ein Hochgeschwindigkeitsmikro.
Martin
Ich wusste nicht, dass die Erdungsstifte auch Kühlkörper sind. Ich denke, ich habe nie darüber nachgedacht, aber es macht sehr viel Sinn. Und wenn Sie getrennte Einspeisungen sagen, dann meinen Sie zwei komplette getrennte Stromquellen oder zwei getrennte Leitungen von derselben Stromquelle (Ich habe nur einen Elektrokurs an der Uni belegt; ich komme aus der Informatik, also bitte verzeihen Sie die wahrscheinlich einfache Frage). Ich werde mir diesen Rat zu Herzen nehmen.
Robert Massaioli
Gleiche Leitungen, separater Entkopplungskondensator.
Majenko
@Majenko: Oh, okay. Aber warum brauche ich zwei? Ist es die physische Nähe, die es besser macht? Denn wären die beiden Kondensatoren nicht im Wesentlichen knotenparallel? ... gibt es tatsächlich etwas, das ich lesen könnte, das erklärt, warum beide Kondensatoren benötigt werden?
Robert Massaioli
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@ Robert: Induktivität, Induktivität, Induktivität.
Jason S
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Sie müssen sie alle verbinden.

Nicht zu tun ist ein Rezept für interessante Zeiten. Oft kommt der Kern zum Vorschein und alles scheint zu funktionieren, aber dann treten seltsame Fehlermodi auf - On-Chip-Peripheriegeräte funktionieren nicht, E / As werden nicht mit voller Spannung betrieben usw

Chris Stratton
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Es hört sich so an, als hättest du diese Probleme schon einmal gehabt? Wenn das wahr wäre, wäre das ziemlich endgültig.
Robert Massaioli
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Prozessoren mit mehreren Stromversorgungsstiften verringern so den parasitären Widerstand und die Induktivität des Netzteils. Eine niedrige parasitäre Induktivität ist bei hohen Frequenzen für einen Prozessor mit schnellen Stromtransienten sehr wichtig.

Wenn Sie nicht alle Stromversorgungsstifte mit einer geeigneten Überbrückung (dh Kondensatoren, die mit kurzen Leiterbahnen verbunden sind) verbinden, treten bei der auf dem Chip angezeigten Stromversorgungsspannung Spannungsspitzen auf, die möglicherweise außerhalb der Betriebsspezifikation des Teils liegen.

Jason S
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