單片機(jī)為什么有多組VDD？

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我們知道一般的IC組件通常只有兩個(gè)電源引腳，一個(gè)是Vcc或Vdd，另一個(gè)是Gnd或Vss。

但今天的mcu通常有多組電源引腳。

為什么?



以某100針MCU為例，可以看到它有5組VDD/VSS，單片機(jī)(MCU/MPU/SOC)并且會(huì)要求每組VDD/VSS都要連接，其實(shí)多組VDD內(nèi)部是相互連接的，在這種情況下，那么為什么不直接把一組芯片廠商排除出去呢?

或者即使還有多組人，我們能不能只帶一組出去?

如果可以用這種方式節(jié)省引腳，外部連接線也就少了。



如果只有一個(gè)VDD連接到外部，電流在芯片內(nèi)部的路徑相對(duì)較長(zhǎng)，如下面的紅線所示。



對(duì)于高頻電路來(lái)說(shuō)，VDD的電流會(huì)在高頻時(shí)發(fā)生突變(因?yàn)轭l率越高，需要的電流就越大)，嵌入式-CPLD（復(fù)雜可編程邏輯器件）這時(shí)在路徑上的電感的變化就會(huì)阻止電流的變化，越長(zhǎng)的路徑阻抗越大，這樣電流的阻斷作用就會(huì)更明顯，導(dǎo)致芯片在網(wǎng)絡(luò)中的電壓變化，這就會(huì)影響MCU系統(tǒng)的正常工作。

對(duì)于低頻或直流電路，路徑的長(zhǎng)度影響不大。

所以在早期的低頻MCU中，只有一個(gè)VDD。

多組VDD可以減小電感效應(yīng)(電感并聯(lián)總電感變小，路徑越短電感越小)。



可以把為芯片供電的過(guò)程想象成灌溉農(nóng)田。

如果只有一個(gè)進(jìn)水口，不如多個(gè)進(jìn)水口。



除此之外，還有幾點(diǎn):



1) MCU的模擬外設(shè)，如ADC，通常是獨(dú)立電源VDDA。

這是因?yàn)锳DC需要盡可能清潔的電源來(lái)保證轉(zhuǎn)換結(jié)果的準(zhǔn)確性，嵌入式-PLD（可編程邏輯器件）獨(dú)立的電源可以避免其他電源噪聲的干擾。



2)多種電壓要求。

有時(shí)，芯片的不同部分在不同的電壓下工作。

一個(gè)典型的例子是低壓核和高壓I/O。

內(nèi)核使用較低的電壓以降低功耗，I/O運(yùn)行在較高的電壓下以更好地連接到外部電路。

這時(shí)還需要分離出多組電源，常見(jiàn)的是一個(gè)復(fù)雜的SOC芯片。



3)與單個(gè)VDD相比，通過(guò)VDD引腳的電流會(huì)減少，引腳不需要承受過(guò)大的電流，增強(qiáng)了可靠性。

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