Если микроконтроллер PIC обеспечивает несколько Vdd / Vss, следует ли вам обеспечить их питание?

16

Взгляните на этот пример схемы:

Пример схемы

Речь идет о чипе PIC18F4550, и, как вы можете видеть, питание подается с обеих сторон (я думаю, с ограничением 100 нФ для сглаживания шума). Строго ли это требуется, или вы могли бы поставить власть в одну сторону и просто игнорировать другую? Я знаю, что только что положил власть в одну сторону, и все, кажется, все работает нормально, но я чувствую себя неловко с этим. Я чувствую, что они не будут тратить впустую контакты, которые могли бы делать что-то полезное, имея дополнительную пару выводов питания / выхода.

Для какой цели этот микроконтроллер PIC (и другие подобные ему) имеют несколько контактов питания?

pic power Роберт Массайоли
источник

Ответы:

14

Каждый вывод Vdd и Vss (а также AVdd и AVss, если есть) должны быть подключены, и каждая пара должна быть разъединена. Несколько выводов питания с их собственной развязкой гарантируют, что различные части микросхемы получают чистый источник питания с низким импедансом, что было бы не так, если бы блок питания был распределен внутри самого чипа.

Чтобы разъединение было эффективным, соединения с выводами должны быть короткими с широкими дорожками, чтобы минимизировать индуктивность. Трек питания должен идти к конденсатору, а затем к выводу, просто ставить конденсатор на заглушки с источником питания и заземлением, идущим сначала на контакты, не очень хорошая идея.

Леон Хеллер
источник
Чтобы добавить: хотя это вряд ли имеет место с микроконтроллером, иногда выгодно иметь отдельные источники питания для разных частей чипа, где определенная часть чувствительна к чистой энергии.
user606723
Как деталь может быть чувствительной к «чистой силе»?
Леон Хеллер
1
Возможно, мне следовало сказать «чувствителен к чистоте власти»? ЦАП часто имеют отдельные аналоговые и цифровые источники напряжения.
user606723
8

Как указано в спецификации, все контакты питания и заземления должны быть подключены. Это также включает аналоговое питание и заземление (AVdd, AVss). Каждый вывод питания должен иметь свой собственный конденсатор байпаса как можно ближе к нему.

Несколько выводов Vdd и Vss, вероятно, внутренне связаны с точкой. Однако из-за ограничений матрицы каждая из этих подач требуется отдельно. Может показаться, что PIC работает только с одной подключенной парой, но некоторые напряжения внутри микросхемы тогда, вероятно, не соответствуют назначению, и различные тонкие вещи могут пойти не так.

Олин Латроп
источник
Спасибо за отличный ответ, и это именно то, что я подозревал; что тонкие проблемы могут возникнуть без моего ведома. Но на какой странице таблицы вы обнаружили, что они оба должны быть подключены? Клянусь, я пытался найти эту информацию, прежде чем задавать этот вопрос, и не смог.
Роберт Массайоли
2
@ Роберт: Я знаю, что видел это, и в любом случае это хорошо известная проблема. Я просто взглянул на таблицу 18F4550 и тоже не нашел. Возможно, не все таблицы упоминают об этом, или это в семейном справочнике или что-то. В любом случае, я знаю, что видел это в явном виде, заявленном Microchip, просто не могу точно вспомнить, где и кем.
Олин Латроп
1
Упоминается в паспортах на 16-битные части.
Леон Хеллер
4

Хотя вы можете запустить PIC только с одной парой питания / заземления, это не рекомендуется.

  • Один вывод питания может безопасно обеспечить только определенную величину тока. Наличие 2 удваивает текущую емкость.

  • Штырьки заземления также часто являются теплоотводами, поэтому, если они не подключены, это может привести к накоплению слишком большого количества тепла в части микросхемы.

  • Многочисленные развязывающие конденсаторы с отдельными входами в микросхему улучшат общее потребление тока и чистоту сигнала PIC.

Так что да, для простых экспериментов и создания прототипов вы можете просто использовать одну пару, если хотите, но для всего, что в производстве, использовать их все.

Majenko
источник
Скорее всего, это индуктивность, а не сопротивление, что является наиболее важным фактором для высокоскоростного микро.
Мартин
Я не знал, что штырьки заземления также являются радиаторами, наверное, я просто никогда не думал об этом, но это имеет большой смысл. И когда вы говорите отдельные каналы, вы имеете в виду два полных отдельных источника питания или две отдельные линии от одного и того же источника питания (я прошел только один электрический курс в универе; я из области компьютерных наук, поэтому, пожалуйста, прости, возможно, простой вопрос). Я приму этот совет близко к сердцу.
Роберт Массайоли
Те же линии, отдельный развязывающий конденсатор.
Майенко
@Majenko: О хорошо. Но зачем мне два? Это физическая близость, которая делает это лучше? Потому что два конденсатора, по сути, не были бы в параллельном узле? ... на самом деле есть что-то, что я мог прочитать, что объясняет, почему оба конденсатора требуются?
Роберт Массайоли
2
@ Роберт: индуктивность, индуктивность, индуктивность.
Джейсон С
4

Вы должны соединить их всех.

Не делать это рецепт для интересных времен. Часто ядро ​​поднимается, и кажется, что все работает, но затем вы начинаете получать странные режимы сбоев - не работают встроенные периферийные устройства, ввод-вывод не работает на полном напряжении и т. Д.

Крис Страттон
источник
Похоже, вы действительно сталкивались с этими проблемами раньше? Если бы это было правдой, это было бы довольно окончательно.
Роберт Массайоли
2

Процессоры, которые имеют несколько выводов источника питания, делают это для снижения паразитного сопротивления и индуктивности от источника питания - низкая паразитная индуктивность очень важна на высоких частотах для процессора, который имеет быстрые переходные процессы тока питания.

Если вы не подключите все контакты источника питания с соответствующим обходом (то есть конденсаторы, соединенные с короткими дорожками), напряжение источника питания, как видно на микросхеме, будет испытывать переходные напряжения, которые могут выходить за пределы рабочей спецификации для детали.

Джейсон С
источник