我們知道一般的IC元器件通常只有兩個電源引腳,一個是Vcc或Vdd,另一個是Gnd或Vss。但是現(xiàn)在的MCU通常卻有多組電源引腳,這是什么原因呢?
以某款100腳MCU為例,可以看到它有5組VDD/VSS,并且會要求每一組VDD/VSS都要接上,實際上這多組VDD內部是互相連接在一起的,既然這樣,那么芯片廠家為什么不只留一組出來呢?或者說雖然留了多組出來,能不能外面只接一組呢?如果能這樣既節(jié)約引腳,外面連接走線也更少。
如果外面只接一組VDD的話,電流在芯片內部經過的路徑相對較長,如下圖紅色的線條。
對于頻率高的電路,VDD電流會在高頻突變(因為頻率越高,需要的電流越大),這時候路徑上產生的感抗會阻礙電流的變化,路徑越長感抗越大,從而對電流的阻礙作用就會更明顯,進而導致芯片網絡中的電壓變化,這樣就會影響MCU系統(tǒng)的正常工作。對于低頻或者直流電路,路徑長其影響不大。所以早期的低頻MCU,只有一個VDD。多組VDD可以減少電感效應(電感并聯(lián)總電感變小,路徑變短電感也越?。?/p>
可以把上述芯片供電的過程,想象成給一塊田地灌溉的過程,如果只有一個進水口,肯定不如多個進水口一起進水好。
除此之外,再補充幾點:
1)MCU的模擬外設比如ADC通常是獨立的電源VDDA,這是因為ADC需要盡可能干凈的電源以保證轉換結果的準確性,獨立一路可以避免受到其他電源噪聲的干擾。
2)多種電壓要求。有時,芯片的不同部分會以不同的電壓運行。一個典型的例子是低壓內核和高壓 I/O。內核使用較低的電壓來降低功耗而 I/O 以更高的電壓運行,以便更好地與外部電路連接。這時也需要分出來多組供電,常見的是復雜的SOC芯片。
3)多組VDD相比單個VDD,一個VDD引腳上經過的電流會減小,這樣引腳不必承受過高的電流,增強可靠性。
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