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单片机为什么有多组VDD?

2022-12-13 16:45:58

众所周知,一般的IC元件通常只有两个电源引脚,一个是Vcc或者Vdd,一个是Gnd或者Vss。然而,现在的MCU通常有多组电源引脚。原因是什么?


以一个100引脚的MCU为例。如下图所示,开云电子可以看到它有五套VDD/VSS,每套VDD/VSS都会被要求连接。实际上,这些vdd组在内部是相互连接的。既然如此,芯片厂商为什么不干脆留下一个集团呢?或者即使剩下很多组,外面也只能有一组吗?如果这样可以节省引脚,那么外部连接就少了。

对于高频的电路,VDD电流在高频时会发生突变(因为频率越高,所需电流越大)。此时路径中产生的电感会阻碍电流的变化。路径越长,电感越大,对电流的阻碍越明显,进而导致芯片网络中的电压变化,影响 单片机 系统的正常工作。


对于低频或DC电路,长路径几乎没有影响。所以早期的低频MCU只有一个VDD,多组vdd可以降低电感效应(电感并联总电感变小,路径变短,电感也变小)。


给上述芯片供电的过程可以想象成灌溉一块田地的过程。如果只有一个进水口,肯定不如多个进水口一起进水。


另外,补充几点:


1)1)MCU的模拟外设,如ADC,通常是独立的电源VDDA。这是因为ADC需要尽可能干净的电源来保证转换结果的精度,独立的电路可以避免其他电源噪声的干扰。


2)多种电压要求。有时,芯片的不同部分会在不同的电压下运行。典型的例子是低压内核和高压I/O..内核较低的电压用于降低功耗,而I/O工作在较高的电压,以便更好地与外部电路连接。这时候还需要分开多组电源,常见的都是复杂的SOC芯片。


3)与单个VDD相比,通过多组VDD中一个VDD引脚的电流会减少,使该引脚不必承受过大的电流,可靠性增强。

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