Bu kadar psikopatliga gerek var mi? Dekupaj kondansatorleri cipin Vdd pinlerinden ne kadar uzaga konabilir?

[taydin]

Ama orada da harici FF nin, işlemci içindeki probleme en duyarlı FF ile eşdeğer davranacağını varsayıyorsun. Osiloskop ile en kötü akım değişiminde voltajın dip noktasını tespit edersen işin garanti oluyor ama. Datasheet'teki besleme voltajı toleransının üzerinde kalıyorsan sıkıntı yok demektir.

 

[Mikro Step]

Onerdigim deneyde Bir lojik cipe ne kadar uzakta kapasitor baglanirsa fakat cipin bacaklarinin dibinden anlik akim asilinirsa FF ne zaman konum degistirir uzerine.

Ayni deney MCU ile yapilacaksa gene scopsuz sekilde deney su sekilde kurgulanabilir.

Kucuk bir kod parcasi Rami, bazi peripheral registerleri belirli bir patern ile doldurur.

Ardindan bir pini high low yapar. Bu pin de MCUnun besleme pinine cok yakin bir noktadan anlik (20ns ...100ns) akim cekecek transistoru hareket gecirir.

MCU dongu icinde saklanan paterni surekli kontrol eder. Pater de hic bir degisme yoksa yada MCU reset atmadi ise bir daha akim cekmeyi dener.

Bir cok denemeden sonra paterni degistiremiyorsa kapasitoru biraz uzaklastir der.

Bir sekilde belli bir uzaklasmadan sonra MCUnun patern bozulmasini tespit etmesini ya da reset yemesini beklerim

 

[132kHz]

en kötü senaryo deyince aklıma geldi daha önce yaptıgım bir prototipte 1kanal smd schmitt trigera dekuplaj kondansatörü eklemediğim için patlamıştı
hatta birbirine uzak noktalarda 2 tane schmitt vardı biri lojjk devrenin önünde biri arkasında ikisi birden patladı (2 defa yaşandı) bu prototip baya dağınık 2-3 pcb nin uzun kablolarla bağlandıgı versiyondu baskı devrede dekuplaj kondansatörleri unutmamıştım ve bu sorunu hiç yaşamadım
5v beslememe baktıgımda 10 v civarı garip bir sinyal gormustum sanırım net hatırlamıyorum. girişdeki schmitt 10mhz sinusu kare dalgaya çeviriyordu.

 

[Mikro Step]

Senin uygulama zaten lojik cipe asiri akim cektirecek bir calisma olmus. CMOS cipler 0 dan 1'e ve 1'den sifira gecis aninda yuksek akim cekerler. Diger turlu stabil sinyallerde sadece sukunet akimi cekerler.
CMOS ciplerin cektigi akim bagintisina bakarsaniz frekansin dogrudan carpan olarak geldigini goreceksiniz.
Ayni bagintida gerilimin karesi de gorulur. Bu yuzdendir cok yuksek hizli MCUlarin gerilimleri dusuk olacak sekilde tasarlanir.

Gecis anlarinda guc elektroniginde H koprulerde cross conduction dedigimiz olayin bire bir ayni bizzat yasanir.
(CMOS cipler zaten yarim koprunun bire bir aynisidir. Tek farki N+N degil P+N) Bu yuzden milyarlarca CMOS hucresi barindiran CPUlar islem yaparken manyak akimlar ceker.

 

[taydin]

Bence en kötü durum RAM'i doldurmak değil. RAM aşama aşama dolacağı için akım değişimi de zamana yayılacak. Bence şu iki şeyi aynı anda veya çok kısa zaman içerisinde ard arda yapmak lazım:

* Karmaşı dahili bir birimi ON yapmak lazım. Mesela FPU unit varsa onu ON yapacaksın. Veya kripto unit varsa, veya GPU varsa onu ON yapacaksın.

* Bir GPIO bloğunu output olarak yapılandırıp maksimum akım çeken yükler bağlayıp sonra da aynı anda tüm output'ları, yükü sürecek level'a getirmek lazım. Mesela renesas'da bir blokta 16 bit var, 16 tane GPIO yu set edebilirsin.

 

[Mikro Step]

Bu deneyde voltaj dalgalanmasini cipin kendisinin cektigi akim yapmayacak. Dalgalanmayi transistorle surulen bir direnc sayesinde yapacagiz. Direnc ile ani yuklenince MCU da akim cekmekte oldugu icin bir limit deger bulacagiz. Bu limite gor kapasitorun mesafesini ayarladigimizda direnc sokuldukten sonra MCU garanti calisacak. Cunku direnc kadar akim dalgalanmasi yapamayacak.

Yalniz bu deneyi yapabilmek icin MCU cipini takabilecegimiz kondnsatorleri olmayan bos bir PCB lazim.

Su anda boyle bir PCB yok elimde. Asagidakigibi bir calisma daha yapmak gerekiyor.

 

[Mikro Step]

MCU'nun bir suru Vdd pini var. STM yada TI icin dokumanlardan birisinde hangi Vdd pini MCU nun hangi birimini besliyor yaziyordu. Atiyorum birisi PLL, birisi GPIOlar birisi timerlar birisi CPU.

Dolayisi ile o dokuani bulup spesific bir cip icin kapasitorlerin mesafeleri hakkinda deney yapilabilir.

Deney sonucunde zaten 10mm ustunde sorun yasanirsa bu kapasitorleri cipin bir kac mm uzagina sigdirmanin anlamsizligi ortaya cikacaktir.

Aslinda cok guzel bir deney.

 

[taydin]

Valla o zaman deneyi anlamadım ben. Üretici zaten MCU nun güvenli çalışma voltaj aralığını vermiş. Voltaj o değerin altına düştüğünde doğru çalışacağının bir garantisi yok demiş. Bu durumda biz bir harici transistör ile yük yaratıp voltajı güvenli seviyenin altına indirmemizin ne anlamı var? Nasıl bir sonuç bekliyoruz?

 

[Mikro Step]

Guvenli voltajin altina inecek kadar yuklemeyeceksin ki.

Mesela 3v3 300mA lik regulatorle beslenen bir MCU 100mA den kucuk ortalama akim ceker.
MCU devremizin Vdd bacagina bir direnc transistor baglayip 100mA de biz asilalim.

Bu sartlarda regulatoru zorlamis olmayiz.

Fakat MCU Vdd hattinin enduktansindan (zaten basindan beri kapasitor mesafesi derken biz bu enduktansin kulagini cinlatiyoruz) 100mA DC cekilirken birden 100mA yuksek di/dt akim talebimiz enduktor tarafindan engellenecek ve Vdd pinindeki voltajda (regulator cikisindaki voltajda degil) cokmeye neden olacak.

 

[Mikro Step]

Bir kac hesap yapalim.

Sayisal degerleri bilmedigim icin sallayacagim.

3v3 ile beslenen MCUmuz 2 volt altinda sapitiyor olsun.

10nS zaman araliginda 10mA lik ilave bir akim talebimiz enduktansda 1.3v gerilim dusumune neden olsun.
Enduktansin degeri ne olmali?

V=Ldi/dt=1.3=L* 10 E-3 / 10E-9

L=1.3E-6 = 1.3uH

Bir kac cm lik PCB yol 1.3uH den cok daha kucuk enduktansa neden oluyor diye hatirliyorum.
10mA yerine 100mA ani akim talebi olsa (Buda STM gibi bir islemci icin abartimi olur bilmiyorum)
130nH enduktans gerekir.

Benim aklimda bir kac cm pcb yol 10nH den dusuk enduktansa neden oluyor diye kalmis.

Bu sartlarda 100nF akumulator kapasitorleri MCU'dan bir kac cm uzaga koymanin sakincasi yok gorunuyor.

Dedigim gibi gercek degerleri bilmeden varsayimlar ile hesap yaptik.

 

[Mikro Step]

 

[deneyci]

Birde kullanılan en yüksek frekansın dalga boyunun onda biri olmalı diye bir kural vardı.
1 cm *10=10 cm=0.1metre
f=300/0.1= 3000mhz yapıyor.