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单片机为什么有多组VDD?

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    2023-11-22 15:02
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    [LV.4]偶尔看看III

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    1#
    发表于 2022-10-24 14:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    本帖最后由 Heaven_1 于 2022-10-24 16:47 编辑 ! n% v1 H8 m8 M1 L" X; `# V/ U' _

    1 P# J* ~2 O2 G我们知道一般的IC组件通常只有两个电源引脚,一个是Vcc或Vdd,另一个是Gnd或Vss。
    - i! `" I0 R" {& h; Y% k' E- Y( b7 m
    但今天的mcu通常有多组电源引脚。9 f+ f# @  @3 [

    5 `1 ]6 g. ~& ?& [2 S为什么?6 A6 O% l7 j) t7 X. X+ z, @) i
    1 A& m( b9 M% [2 W/ {7 b

    ' x+ C9 x1 q% e9 F4 ~' }, Y/ ~% o) {6 |! j/ K
    以某100针MCU为例,可以看到它有5组VDD/VSS,单片机(MCU/MPU/SOC)并且会要求每组VDD/VSS都要连接,其实多组VDD内部是相互连接的,在这种情况下,那么为什么不直接把一组芯片厂商排除出去呢?
    ) L% d) Y+ |1 Q/ @! j
    5 Z* s* T0 @) O2 z. a8 z或者即使还有多组人,我们能不能只带一组出去?
    ' ~) X$ M6 E; m; T* h
    ' G9 W% c( U  B1 z3 ?如果可以用这种方式节省引脚,外部连接线也就少了。
    0 ^* }# K: A7 S0 p' Z# _" _. H$ Z/ C! X$ k
    ; R4 B. k; D5 y5 ^. O3 j5 y1 U# N/ p

    ! Y$ z- _: a+ v0 Y如果只有一个VDD连接到外部,电流在芯片内部的路径相对较长,如下面的红线所示。, L; m, q, s8 k' A/ w5 G/ T, l, Z

    + h- m; Y: p2 X  l+ D% [) x, I7 @7 u( A* G
    2 R$ _2 U/ M1 z8 I- T% D2 o
    对于高频电路来说,VDD的电流会在高频时发生突变(因为频率越高,需要的电流就越大),嵌入式-cpld(复杂可编程逻辑器件)这时在路径上的电感的变化就会阻止电流的变化,越长的路径阻抗越大,这样电流的阻断作用就会更明显,导致芯片在网络中的电压变化,这就会影响MCU系统的正常工作。- @7 i; s( M5 M6 P1 V) N

    ! B; g! l  B6 o% J对于低频或直流电路,路径的长度影响不大。
    . I/ D8 O, Y, F2 i9 X9 A9 }' ]6 P' W/ q: X6 _
    所以在早期的低频MCU中,只有一个VDD。
    : z# N( X+ S3 L' K2 E+ l. y0 V" e
    # Y$ o# U9 A  S, h) X. j9 d* X多组VDD可以减小电感效应(电感并联总电感变小,路径越短电感越小)。, o% [9 b& b% v; {3 z  r+ I
    & h" S/ o( c) A

    + s5 ^% J! b, ?, M  r! I: C- _
    3 u. o, p( w6 x可以把为芯片供电的过程想象成灌溉农田。
    ! K5 ^: e9 W7 d- d1 ?  o( Y' t+ p3 B6 O6 L( w8 `6 t
    如果只有一个进水口,不如多个进水口。
    / b3 u4 {( z* x1 M% n2 [2 U/ ^' R3 R0 `; N2 Z- s
    4 v/ ~& c- T/ f' @/ l6 e$ ^

    : n2 `5 h5 @; n; i除此之外,还有几点:
    5 e! R+ j* Z+ p
    5 q$ [5 x, n' S2 A8 i- h( j' u, d0 q6 t" S5 ]8 r# ]" {
    $ l. |  w0 i  B
    1) MCU的模拟外设,如ADC,通常是独立电源VDDA。
    0 e8 ?& p4 T- v! B- v2 L5 X0 i) H! j/ L
    这是因为ADC需要尽可能清洁的电源来保证转换结果的准确性,嵌入式-PLD(可编程逻辑器件)独立的电源可以避免其他电源噪声的干扰。
    / A) V) N/ d9 c+ f/ u( a$ ]& N
    4 v7 i6 Z  e8 r+ m! q4 ^) [
    $ T+ D% v* Q* d2 G
    " W& k* V) ^1 l# }2)多种电压要求。2 M" }3 b4 _' q8 G: r% j% V

    , X1 ~  c, |2 W4 n有时,芯片的不同部分在不同的电压下工作。5 Q/ T9 x) Q2 G
    ; K+ N4 H& g5 \
    一个典型的例子是低压核和高压I/O。
    * F; T. U1 B% _  e  R* E1 R8 Y+ i1 e" r. P3 F1 l
    内核使用较低的电压以降低功耗,I/O运行在较高的电压下以更好地连接到外部电路。2 A+ `4 z5 V8 T- i9 v

    5 V" h( d- {6 n8 Z  |这时还需要分离出多组电源,常见的是一个复杂的SOC芯片。; D# B; S1 h' _, ~! f: C3 d/ }$ o
    % ^/ G2 d0 q1 @& f; E# n6 t- u
    % J' Q6 n/ O2 Q! I6 }/ j6 ^
    7 e+ }: n. c; m
    3)与单个VDD相比,通过VDD引脚的电流会减少,引脚不需要承受过大的电流,增强了可靠性。; Y  A5 A7 t4 N$ D2 D$ o

    7 I5 B8 L& f, T7 u4 A
    ) B- B* L) p3 B8 _) A; {9 c- `% N% F% s  w3 Q, X2 y
    $ x, ~; W, W: c% g
    7 C6 l; m# C. w9 q* j

    该用户从未签到

    2#
    发表于 2022-10-24 18:35 | 只看该作者
    为了缩短电流在芯片内部的路径。
    " r" X0 I( _* d" t) `8 }
  • TA的每日心情
    开心
    2022-11-17 15:08
  • 签到天数: 20 天

    [LV.4]偶尔看看III

    3#
    发表于 2022-10-26 10:04 | 只看该作者
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