Se um PIC MCU fornece vários Vdd / Vss, você deve fornecer energia para todos eles?
Dê uma olhada neste exemplo esquemático:
O chip em questão é o PIC18F4550 e, como você pode ver, a energia é fornecida em ambos os lados (com uma tampa de 100nF para suavizar o ruído, eu acho). Isso é estritamente necessário ou você pode colocar a energia de um lado e simplesmente ignorar o outro? Sei que coloquei o poder de um lado e tudo ainda parece funcionar bem, mas me sinto desconfortável em fazer isso. Eu sinto que eles não desperdiçariam pinos que poderiam estar fazendo algo útil ao ter um par extra de pinos de entrada / saída de energia.
Para que finalidade este PIC MCU (e outros como ele) possui vários pinos de alimentação?
Cada pino Vdd e Vss (e AVdd e AVss, se houver) deve estar conectado e cada par deve ser desacoplado. Vários pinos de alimentação com seu próprio desacoplamento garantem que diferentes partes do chip recebam um suprimento limpo de baixa impedância, o que não seria o caso se o suprimento fosse distribuído dentro do próprio chip.
Para que a dissociação seja eficaz, as conexões com os pinos devem ser curtas com faixas largas para minimizar a indutância. A trilha de suprimento deve ir para o capacitor e, em seguida, para o pino, apenas colocar o capacitor em stubs com o suprimento e o aterramento indo para os pinos primeiro não é uma boa idéia.
A acrescentar: Embora não seja provável o caso de um microcontrolador, às vezes é benéfico ter fontes de alimentação separadas para diferentes partes do chip, onde uma parte específica é sensível à energia limpa.
Como uma parte pode ser sensível à "energia limpa"?
Talvez eu devesse ter dito "sensível à limpeza do poder"? Os DACs geralmente têm fontes de tensão analógicas e digitais separadas.
Conforme indicado na folha de dados, todos os pinos de alimentação e de aterramento devem estar conectados. Isso inclui alimentação analógica e terra também (AVdd, AVss). Cada pino de energia deve ter seu próprio capacitor de derivação o mais próximo possível dele.
Vários pinos Vdd e Vss provavelmente estão conectados internamente a um ponto. No entanto, devido a restrições da matriz, cada uma dessas alimentações é necessária separadamente. O PIC pode parecer funcionar com apenas um par conectado, mas algumas tensões dentro do chip provavelmente não são as pretendidas e várias coisas sutis podem dar errado.
Obrigado pela excelente resposta e é exatamente isso que eu suspeitava; que problemas sutis podem estar ocorrendo sem o meu conhecimento. Mas em qual página da folha de dados você achou que ambos deveriam estar conectados? Juro que tentei encontrar essas informações antes de fazer essa pergunta e não consegui.
@ Robert: Eu sei que já vi isso, e é um problema bem conhecido de qualquer maneira. Acabei de dar uma olhada na ficha técnica 18F4550 e também não a encontrei. Talvez nem todas as folhas de dados o mencionem, ou estejam no manual de referência da família ou algo assim. De qualquer forma, sei que já vi isso explicitamente declarado pelo Microchip, mas não consigo me lembrar exatamente onde ou por quem.
É mencionado nas folhas de dados das partes de 16 bits.
Embora você possa executar um PIC apenas com um par de energia / terra, isso não é recomendado.
Um pino de energia só pode fornecer com segurança uma certa quantidade de corrente. Ter 2 duplica essa capacidade atual.
Os pinos de aterramento geralmente também são dissipadores de calor, portanto, não conectá-los pode causar muito calor para acumular parte do chip.
Múltiplos capacitores de desacoplamento, com alimentações separadas no chip, melhorarão o consumo geral de corrente e a limpeza do sinal do PIC.
Então, sim, para experimentação e prototipagem simples, você pode usar apenas um par, se quiser, mas para qualquer coisa na produção, use todos eles.
Mais provavelmente, é a indutância, e não a resistência, que é o fator mais crítico para um micro de alta velocidade.
Eu não sabia que os pinos de terra também eram dissipadores de calor, acho que nunca pensei nisso, mas faz muito sentido. E quando você diz que feeds separados significam duas fontes de energia completas separadas ou duas linhas separadas da mesma fonte de energia (eu fiz apenas um curso elec na uni; eu venho da Ciência da Computação, por favor, perdoe a pergunta provavelmente simples). Vou levar esse conselho a sério.
Mesmas linhas, capacitor de desacoplamento separado.
— Majenko 23/11
@Majenko: Ah, tudo bem. Mas por que eu preciso de dois? É a proximidade física que a torna melhor? Porque os dois capacitores não estariam essencialmente em paralelo falando nodalmente? ... na verdade, há algo que eu possa ler que explique por que os dois capacitores são necessários?
@ Robert: indutância, indutância, indutância.
Você deve conectar todos eles.
Não fazer isso é uma receita para tempos interessantes. Freqüentemente, o núcleo surge e tudo pode parecer funcionar, mas você começa a obter modos de falha estranhos - os periféricos no chip não funcionam, as E / Ss não atingem a tensão máxima, etc.
Parece que você já encontrou esses problemas antes? Se isso fosse verdade, seria bem final.
Os processadores que possuem vários pinos da fonte de alimentação fazem isso para reduzir a resistência e a indutância parasitária da fonte de alimentação - a baixa indutância parasitária é muito importante em altas frequências para um processador que possui transientes de corrente de fonte rápidos.
Se você não conectar todos os pinos da fonte de alimentação, com desvio apropriado (ou seja, capacitores conectados com traços curtos), a tensão da fonte de alimentação, conforme vista no chip, sofrerá transientes de tensão que podem estar fora das especificações operacionais da peça.