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

Schauen Sie sich dieses Beispielschema an:

Beispielschema

Der fragliche Chip ist der PIC18F4550 und wie Sie sehen können, wird auf beiden Seiten Strom bereitgestellt (mit einer 100-nF-Kappe, um das Rauschen zu glätten, denke ich). Ist dies unbedingt erforderlich oder könnten Sie eine Seite mit Strom versorgen und die andere einfach ignorieren? Ich weiß, dass ich gerade Strom in eine Seite gesteckt habe und alles scheint immer noch gut zu funktionieren, aber ich fühle mich dabei unwohl. Ich habe das Gefühl, dass sie keine Pins verschwenden würden, die etwas Nützliches tun könnten, indem sie ein zusätzliches Paar Power In / Out-Pins haben.

Zu welchem ​​Zweck hat diese PIC-MCU (und ähnliche) mehrere Stromanschlüsse?

Antworten (5)

Jeder Vdd- und Vss-Pin (und AVdd und AVss, falls vorhanden) muss verbunden sein, und jedes Paar sollte entkoppelt sein. Mehrere Versorgungspins mit eigener Entkopplung sorgen dafür, dass verschiedene Teile des Chips sauber und niederohmig versorgt werden, was bei einer Verteilung der Versorgung innerhalb des Chips selbst nicht der Fall wäre.

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

Um hinzuzufügen: Während es bei einem Mikrocontroller wahrscheinlich nicht der Fall ist, ist es manchmal vorteilhaft, separate Stromversorgungen für verschiedene Teile des Chips zu haben, wo ein bestimmter Teil empfindlich auf sauberen Strom reagiert.
Wie kann ein Teil empfindlich auf „sauberen Strom“ reagieren?
Vielleicht hätte ich sagen sollen: "Sensibel für die Sauberkeit der Macht"? DACs haben oft getrennte analoge und digitale Spannungsquellen.

Wie im Datenblatt angegeben, müssen alle Strom- und Erdungsstifte verbunden sein. Dazu gehören auch analoge Stromversorgung und Masse (AVdd, AVss). Jeder Power-Pin sollte seinen eigenen Bypass-Kondensator so nah wie möglich daran haben.

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

Vielen Dank für die hervorragende Antwort und genau das habe ich vermutet; dass subtile Probleme ohne mein Wissen auftreten können. Aber 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: Ich weiß, dass ich es gesehen habe, und es ist sowieso ein bekanntes Problem. Ich habe mir gerade das Datenblatt des 18F4550 angesehen und es auch nicht gefunden. Vielleicht wird es nicht in allen Datenblättern erwähnt, oder es steht im Familienreferenzhandbuch oder so. Auf jeden Fall weiß ich, dass ich dies explizit von Microchip gesehen habe, kann mich nur nicht genau erinnern, wo oder von wem.
Es wird in den Datenblättern für die 16-Bit-Teile erwähnt.

Sie können zwar einen PIC nur mit einem Paar Strom / Masse betreiben, dies wird jedoch nicht empfohlen.

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

  • Die Erdungsstifte sind oft auch Kühlkörper, wenn sie also nicht angeschlossen werden, könnte sich in einem Teil des Chips zu viel Wärme aufbauen.

  • Mehrere Entkopplungskondensatoren mit separaten 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.

Wahrscheinlich ist eher die Induktivität als der Widerstand der kritischste Faktor für ein Hochgeschwindigkeitsmikro.
Ich wusste nicht, dass die Erdungsstifte auch Kühlkörper sind, ich denke, ich habe einfach nie darüber nachgedacht, aber es macht sehr viel Sinn. Und wenn Sie getrennte Einspeisungen sagen, meinen Sie zwei vollständig getrennte Stromquellen oder zwei getrennte Leitungen von derselben Stromquelle (ich habe nur einen Elektrokurs an der Uni belegt; ich komme aus der Informatik, also verzeihen Sie bitte die wahrscheinlich einfache Frage). Diesen Rat werde ich mir zu Herzen nehmen.
Gleiche Leitungen, separater Entkopplungskondensator.
@Majenko: Oh, okay. Aber warum brauche ich zwei? Ist es die räumliche Nähe, die es besser macht? Denn wären die beiden Kondensatoren knotentechnisch nicht im Wesentlichen parallel? ... gibt es eigentlich etwas, das ich lesen könnte, das erklärt, warum beide Kondensatoren benötigt werden?
@ Robert: Induktivität, Induktivität, Induktivität.

Sie müssen sie alle verbinden.

Dies nicht zu tun, ist ein Rezept für interessante Zeiten. Oft kommt der Kern hoch und alles scheint zu funktionieren, aber dann treten seltsame Fehlermodi auf - On-Chip-Peripherie funktioniert nicht, I/Os fahren nicht mit voller Spannung usw

Es hört sich so an, als wären Sie diesen Problemen schon einmal begegnet? Wenn das wahr wäre, wäre das ziemlich endgültig.

Prozessoren mit mehreren Stromversorgungspins tun dies, um den parasitären Widerstand und die Induktivität der Stromversorgung zu verringern – eine niedrige parasitäre Induktivität ist bei hohen Frequenzen für einen Prozessor mit schnellen Versorgungsstromtransienten sehr wichtig.

Wenn Sie nicht alle Stromversorgungsstifte anschließen, mit geeigneter Umgehung (dh Kondensatoren, die mit kurzen Leiterbahnen verbunden sind), wird die auf dem Chip angezeigte Stromversorgungsspannung Spannungstransienten erfahren, die außerhalb der Betriebsspezifikation für das Teil liegen können.