PIC MCUが複数のVdd / Vsを提供する場合、それらすべてに電力を供給すべきですか?


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この回路図の例を見てください。

回路図の例

問題のチップはPIC18F4550で、お分かりのように、両側に電力が供給されています(ノイズを滑らかにするために100nFのキャップが付いています)。これは厳密に必要ですか、それとも一方に電源を入れて、もう一方を無視できますか?私は片側に力を入れただけで、すべてがまだうまくいくように見えますが、そうすることに不安を感じています。余分な電源入力/出力ピンのペアを使用することで、何か役に立つことができるピンを無駄にしないと思います。

このPIC MCU(およびそのような他のデバイス)には、どのような目的で複数の電源ピンがありますか?

回答:


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各VddおよびVssピン(および、存在する場合はAVddおよびAVss)を接続する必要があり、各ペアを分離する必要があります。独自のデカップリングを備えた複数の電源ピンにより、チップのさまざまな部分にクリーンな低インピーダンス電源が供給されます。これは、電源がチップ自体の内部に分散されている場合には当てはまりません。

デカップリングを効果的にするには、ピンへの接続を短くし、広いトラックでインダクタンスを最小限に抑える必要があります。電源トラックはコンデンサに行き、次にピンに行く必要があります。電源とグランドを最初にピンに向けてコンデンサをスタブに配置するのは良い考えではありません。


追加:マイクロコントローラーの場合はそうではないかもしれませんが、特定の部分がクリーン電力に敏感なチップのさまざまな部分に別々の電源を用意することが有益な場合があります。
user606723

部品はどのようにして「クリーンパワー」に敏感になりますか?
レオンヘラー

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「パワーの清潔さに敏感だ」と言ったほうがいいのではないでしょうか?多くの場合、DACには個別のアナログおよびデジタル電圧源があります。
user606723

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データシートに記載されているように、すべての電源ピンとグランドピンを接続する必要あります。これには、アナログ電源とグランド(AVdd、AVss)も含まれます。各電源ピンには、できるだけ近くに独自のバイパスコンデンサが必要です。

複数のVddおよびVssピンは、おそらく内部的にポイントに接続されています。ただし、ダイの制約により、これらの各フィードは個別に必要です。PICは1ペアのみが接続された状態で動作しているように見える場合がありますが、チップ内の一部の電圧はおそらく意図したとおりではなく、さまざまな微妙なことが間違っている可能性があります。


素晴らしい反応をありがとう、それはまさに私が疑ったことです。その微妙な問題が私の知らないうちに発生している可能性があります。しかし、データシートのどのページを両方とも接続する必要があると思いましたか?この質問をする前にその情報を見つけようとしたが、できなかったと誓います。
ロバートマサイオーリ

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@ロバート:私はそれを見たことがあることを知っています、そしてそれはとにかくよく知られている問題です。18F4550のデータシートを調べただけでも見つかりませんでした。おそらく、すべてのデータシートに記載されているわけではないか、ファミリーリファレンスマニュアルなどに記載されているわけではありません。いずれにせよ、Microchipが明示的に述べたことを見たことは知っていますが、どこで、誰によって正確に思い出すことができないのです。
オリンラスロップ

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16ビットパーツのデータシートに記載されています。
レオンヘラー

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PICは1組の電源/グランドのみで実行できますが、お勧めしません。

  • 1つの電源ピンは、一定量の電流のみを安全に提供できます。2つあれば、現在の容量が2倍になります。

  • 接地ピンは多くの場合ヒートシンクでもあるため、それらを接続しないと、チップの一部に過度の熱が蓄積する可能性があります。

  • チップへの個別の給電を備えた複数のデカップリングコンデンサは、PICの全体的な電流引き込みと信号の清浄度を向上させます。

そのため、簡単な実験とプロトタイピングでは、必要に応じて1つのペアを使用できますが、実稼働環境ではすべて使用できます。


高速マイクロにとって最も重要な要因は、抵抗ではなくインダクタンスである可能性が高いです。
マーティン

グランドピンがヒートシンクであることも知りませんでしたが、考えたことはなかったと思いますが、かなり理にかなっています。そして、あなたがあなたに別々のフィードと言うとき、2つの完全な別々の電源または同じ電源からの2つの別々のラインを意味します(私はuniで1つの電気コースを取りました。私はコンピュータサイエンスから来ましたので、おそらく簡単な質問をお許しください)。そのアドバイスを心から受け止めます。
ロバートマサイオーリ

同じライン、個別のデカップリングコンデンサ。
マジェンコ

@マジェンコ:ああ、大丈夫。しかし、なぜ2つ必要なのですか?それを改善するのは物理的な近接性ですか?なぜなら、2つのコンデンサは本質的に並列に並んでいるのではないか?...実際には、両方のコンデンサが必要な理由を説明するものがありますか?
ロバートマサイオリ

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@Robert:インダクタンス、インダクタンス、インダクタンス。
ジェイソンS

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それらをすべて接続する必要があります。

そうしないことは、興味深い時代のレシピです。多くの場合、コアが起動し、すべてが機能しているように見えるかもしれませんが、奇妙な障害モードが発生し始めます-オンチップ周辺機器が機能しない、I / Oが全電圧に駆動しないなど


実際にこれらの問題に遭遇したことがあるようですね。それが本当なら、それはかなり最終的なものです。
ロバートマサイオリ

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複数の電源ピンを持つプロセッサーは、電源からの寄生抵抗と寄生インダクタンスを下げるためにそうします-低寄生インダクタンスは、高速の供給電流過渡を持つプロセッサーにとって高周波で非常に重要です。

すべての電源ピンを適切なバイパス(つまり、短いトレースで接続されたコンデンサ)で接続しない場合、チップ上で見られる電源電圧には、デバイスの動作仕様外の電圧過渡が発生します。

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