Si un microcontrôleur PIC fournit plusieurs Vdd / Vss, devriez-vous tous les alimenter?


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Jetez un œil à cet exemple de schéma:

Exemple de schéma

La puce en question est le PIC18F4550 et comme vous pouvez le voir, l'alimentation est fournie des deux côtés (avec un capuchon de 100nF pour atténuer le bruit, je suppose). Est-ce strictement nécessaire ou pourriez-vous mettre le pouvoir d'un côté et ignorer l'autre? Je sais que je viens de mettre le pouvoir d'un côté et tout semble toujours bien fonctionner mais je suis mal à l'aise de le faire. Je pense qu'ils ne gaspilleraient pas les broches qui pourraient être utiles en ayant une paire supplémentaire de broches d'entrée / sortie d'alimentation.

Dans quel but ce PIC MCU (et d'autres comme lui) a-t-il plusieurs broches d'alimentation?

Réponses:


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Chaque broche Vdd et Vss (et AVdd et AVss, le cas échéant) doit être connectée et chaque paire doit être découplée. Plusieurs broches d'alimentation avec leur propre découplage garantissent que différentes parties de la puce reçoivent une alimentation propre à basse impédance, ce qui ne serait pas le cas si l'alimentation était distribuée à l'intérieur de la puce elle-même.

Pour que le découplage soit efficace, les connexions aux broches doivent être courtes avec des pistes larges pour minimiser l'inductance. La piste d'alimentation doit aller au condensateur, puis à la broche, il ne suffit pas de placer le condensateur sur des talons avec l'alimentation et la terre allant aux broches en premier.


Pour ajouter: Bien que ce ne soit probablement pas le cas avec un micro-contrôleur, il est parfois avantageux d'avoir des alimentations séparées pour différentes parties de la puce où une partie spécifique est sensible à une alimentation propre.
user606723

Comment une pièce peut-elle être sensible au "pouvoir propre"?
Leon Heller

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Peut-être aurais-je dû dire "sensible à la propreté du pouvoir"? Les DAC ont souvent des sources de tension analogiques et numériques distinctes.
user606723

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Comme indiqué dans la fiche technique, toutes les broches d'alimentation et de mise à la terre doivent être connectées. Cela inclut également l'alimentation analogique et la masse (AVdd, AVss). Chaque broche d'alimentation doit avoir son propre condensateur de dérivation aussi près que possible de lui.

Plusieurs broches Vdd et Vss sont probablement connectées en interne à un point. Cependant, en raison des contraintes de la matrice, chacune de ces alimentations est requise séparément. Le PIC peut sembler fonctionner avec une seule paire connectée, mais certaines tensions à l'intérieur de la puce ne sont alors probablement pas celles prévues et diverses choses subtiles peuvent mal tourner.


Merci pour l'excellente réponse et c'est exactement ce que je soupçonnais; que des problèmes subtils peuvent survenir à mon insu. Mais quelle page de la fiche technique avez-vous trouvé qu'ils doivent tous les deux être connectés? Je jure que j'ai essayé de trouver cette information avant de poser cette question et que je n'ai pas pu.
Robert Massaioli

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@Robert: Je sais que je l'ai vu, et c'est un problème bien connu de toute façon. J'ai juste regardé la fiche technique 18F4550 et je ne l'ai pas trouvée non plus. Peut-être que toutes les fiches techniques ne le mentionnent pas, ou que ce soit dans le manuel de référence de la famille ou quelque chose. En tout cas, je sais que j'ai vu cela explicitement déclaré par Microchip, je ne me souviens plus exactement où ni par qui.
Olin Lathrop du

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Il est mentionné dans les fiches techniques des pièces 16 bits.
Leon Heller

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Bien que vous puissiez exécuter un PIC sur la seule paire d'alimentation / masse, il n'est pas conseillé.

  • Une broche d'alimentation ne peut fournir en toute sécurité qu'une certaine quantité de courant. Avoir 2 double cette capacité actuelle.

  • Les broches de mise à la terre sont souvent également des dissipateurs de chaleur, de sorte que leur non-connexion pourrait entraîner une accumulation excessive de chaleur dans une partie de la puce.

  • Plusieurs condensateurs de découplage avec des alimentations séparées dans la puce amélioreront la consommation de courant globale et la propreté du signal du PIC.

Alors oui, pour l'expérimentation et le prototypage simples, vous pouvez simplement utiliser la seule paire si vous le souhaitez, mais pour tout ce qui est en production, utilisez-les tous.


Plus probablement, c'est l'inductance plutôt que la résistance qui est le facteur le plus critique pour un micro haute vitesse.
Martin

Je ne savais pas que les broches de terre étaient également des dissipateurs de chaleur, je suppose que je n'y avais jamais pensé, mais cela a beaucoup de sens. Et lorsque vous dites des flux séparés, vous voulez dire deux sources d'alimentation distinctes complètes ou deux lignes distinctes de la même source d'alimentation (je n'ai suivi qu'un seul cours elec à uni; je viens de l'informatique, veuillez pardonner la question probablement simple). Je prendrai ce conseil à cœur.
Robert Massaioli

Mêmes lignes, condensateur de découplage séparé.
Majenko

@Majenko: Oh, d'accord. Mais pourquoi en ai-je besoin de deux? Est-ce la proximité physique qui l'améliore? Car les deux condensateurs ne seraient-ils pas essentiellement en parallèle de manière nodale? ... en fait, y a-t-il quelque chose que je pourrais lire qui explique pourquoi les deux condensateurs sont nécessaires?
Robert Massaioli

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@Robert: inductance, inductance, inductance.
Jason S

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Vous devez tous les connecter.

Ne pas le faire est une recette pour des moments intéressants. Souvent, le cœur apparaît, et tout peut sembler fonctionner, mais vous commencez ensuite à obtenir des modes de défaillance étranges - les périphériques sur puce ne fonctionnent pas, les E / S ne fonctionnent pas à pleine tension, etc.


Il semble que vous ayez déjà rencontré ces problèmes auparavant? Si c'était vrai, ce serait plutôt définitif.
Robert Massaioli

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Les processeurs qui ont plusieurs broches d'alimentation le font pour réduire la résistance parasite et l'inductance de l'alimentation - une faible inductance parasite est très importante aux hautes fréquences pour un processeur qui a des transitoires de courant d'alimentation rapides.

Si vous ne connectez pas toutes les broches d'alimentation, avec un contournement approprié (c'est-à-dire des condensateurs connectés avec de courtes traces), la tension d'alimentation telle qu'elle apparaît sur la puce subira des transitoires de tension qui peuvent être en dehors des spécifications de fonctionnement de la pièce.

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