বেশিরভাগ আইসির (যেমন এমসিইউ) একাধিক (এ / ডি) জিএনডি এবং (এ) ভিসিসি পিনের কারণ কী?
যদি এটি কোনও আইসির পারফরম্যান্স বাড়ানোর জন্য হয় তবে এটি কীভাবে পারফরম্যান্সে সহায়তা করে? বা আইসি ডিজাইনারের পক্ষে কিছু পিনকে বাইরের সাথে সংযুক্ত করা সহজ?
আইসিগুলির কিছু পদচিহ্নগুলির ক্ষেত্রে জিএনডি সংযোগ রয়েছে, এটি কীভাবে সহায়তা করে? আইসি প্রয়োজন না হলেও আমি যদি মামলার আওতায় জিএনডি আঁকি তা কি আইসির পারফরম্যান্সের উন্নতি করে?
উত্তর:
তিনটি কারণ মাথায় আসে:
1) একটি মাইক্রোকন্ট্রোলারের সাহসের এই ক্লোজ আপটি একবার দেখুন।
সেখানে অনেক চলছে। এবং এই মরণের প্রতিটি অংশের জন্য শক্তি প্রয়োজন। যে কোনও একটি পিন থেকে বিদ্যুৎ আসার ফলে সম্ভবত ডিভাইসটির প্রতিটি অংশে পৌঁছানোর জন্য প্রচুর স্টাফের কাছাকাছি চলে আসতে হবে। একাধিক পাওয়ার লাইনগুলি ডিভাইসটিকে পাওয়ার টানতে একাধিক সুযোগ দেয় যা উচ্চতর চলমান ইভেন্টের সময় ভোল্টেজকে যতটা ডুবিয়ে রাখে তা রক্ষা করে।
2) কখনও কখনও বিভিন্ন পাওয়ার পিনগুলি চিপের মধ্যে নির্দিষ্ট পেরিফেরিয়াল সরবরাহ করে। এটি করা হয় যখন নির্দিষ্ট পেরিফেরিয়ালগুলি সঠিকভাবে পরিচালনার জন্য যতটা সম্ভব ভোল্টেজ সরবরাহ সরবরাহ করতে হবে। পেরিফেরালগুলি যদি বাকী চিপ ব্যবহার করে এমন বিদ্যুৎ সরবরাহ ভাগ করে দেয়, তবে এটি লাইন এবং ভোল্টেজ ডিপগুলিতে শব্দ হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ এনালগ বিদ্যুত সরবরাহ। আপনি লক্ষ্য করেছেন যে এমসিইউগুলিতে একটি এভিসিসি পিনটি দেখতে এটি সাধারণ। এই পিনটি কেবল চিপের অ্যানালগ পেরিফেরিয়ালগুলির জন্য একটি উত্সর্গীকৃত সরবরাহ। সত্যিই, এটি উপরে # 1 এর এক্সটেনশন।
৩) এমসিইউর পক্ষে তার ভোল্টেজটি একটি ভোল্টেজে পাওয়ারটি চালানো অস্বাভাবিক কিছু নয় তবে অন্যটিতে পেরিফেরিয়াল পরিচালনা করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি এআরএম চিপ আমি সম্প্রতি এটির মূলটির জন্য ব্যবহৃত 1.8V এর সাথে কাজ করেছি। তবে উচ্চ চালিত হলে ডিজিটাল আউটপুট পিনগুলি 3.3V সরবরাহ করবে। অতএব, চিপটির জন্য 1.8V সরবরাহ এবং পৃথক 3.3V সরবরাহ প্রয়োজন।
মনে রাখার মূল বিষয় হ'ল p সমস্ত সরবরাহ পিনের সংযোগের জন্য আবশ্যকীয় প্রয়োজন । তারা উন্নয়নমূলক কাজ করার পরেও developmentচ্ছিক নয়।
চিপের নীচের প্যাডের মতো এটি অতিরিক্ত তাপ ডুবে যাওয়ার জন্য রয়েছে। চিপ ডিজাইনার সিদ্ধান্ত নিয়েছিলেন যে চিপের কেসিং এবং পিনগুলি সিলিকন থেকে তাপ যথেষ্ট পরিমাণে দূরে সরিয়ে দিতে পারে না। সুতরাং নীচের অতিরিক্ত প্যাড তাপমাত্রা কমে রাখতে সহায়তা করার জন্য হিটার সিঙ্কের মতো কাজ করে। যদি অংশটি প্রচুর পরিমাণে তাপ ছড়িয়ে দেওয়ার প্রয়োজন হয় তবে আপনি সেই প্যাডটি সোল্ডারের কাছে একটি বৃহত তামা pourালতে চান।
একাধিক শক্তি এবং গ্রাউন্ড পিনের প্রয়োজনের তিনটি প্রধান কারণ রয়েছে।
Impedance। চিপস প্রচুর স্রোত আঁকতে পারে। বিশেষত সিএমওএস চিপস (মূলত যে কোনও আধুনিক ডিজিটাল আইসি) প্রতিটি ঘড়ির চক্রের খুব অল্প সময়ের জন্য প্রচুর পরিমাণে স্রোত আঁকেন। সরবরাহ সংযোগে যে কোনও প্রতিবন্ধকতা (এই ক্ষেত্রে প্রতিরোধের বা উদ্বোধন) এর ফলে চিপের পাওয়ার ডিস্ট্রিবিউশন নেটওয়ার্কে ভোল্টেজের তারতম্য বা ভোল্টেজ ড্রপ হয়ে যাবে। এটি নির্ভরযোগ্য অপারেশন নিয়ে সমস্যা তৈরি করতে পারে। এ কারণেই বাইপাস ক্যাপাসিটারগুলি ব্যবহার করা হয়; তারা চিপের খুব কাছাকাছি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি স্রোতের জন্য একটি রিটার্ন পাথ সরবরাহ করে পাওয়ার রেলের মধ্য দিয়ে বোর্ডে থাকা অন্যান্য উপাদানগুলিকে প্রভাবিত হতে এই পরিবর্তনকারীদের বাধা দেয়। বড় চিপগুলি আসলে প্যাকেজে সরাসরি বাইপাস ক্যাপাসিটারগুলি রাখে। আপনি যদি একটি আধুনিক সিপিইউ তাকান, আপনি চিপ ডাই এবং / অথবা নীচে পিনআউটে কোনও গর্ত থাকলে প্যাকেজটিতে সোনার্ড করা বাইপাস ক্যাপাসিটারগুলি দেখতে পাবেন। এগুলি রাখার সর্বোত্তম জায়গাটি নিজেই ডাইতে হবে তবে ক্যাপাসিটারগুলি অনেকগুলি সিলিকন অঞ্চল গ্রহণ করে এবং তাই এটি বেশিরভাগ ক্ষেত্রেই সম্ভব হয় না expensive চিপের ডিজিটাল অংশ থেকে পিন এবং / বা বন্ড তারের প্রতিবন্ধকতার মাধ্যমে সরবরাহের অ্যানালগ অংশকে প্রভাবিত করার থেকে পৃথক অ্যানালগ সরবরাহ পিনগুলি ব্যবহৃত হয় noise একাধিক সরবরাহ পিনগুলি চিপগুলির জন্যও প্রয়োজনীয় যা প্রচুর পরিমাণে স্রোত গ্রহণ করে। একটি আধুনিক মাইক্রোপ্রসেসর প্রায় 1 ভোল্টে প্রায় 100 এ গ্রাস করতে পারে। সরবরাহের তারের প্রতিরোধের খুব কম হতে হবে, অন্যথায় তাপের জন্য খুব ক্ষতিগ্রস্ত পরিমাণ হারাতে হবে।
একাধিক ভোল্টেজ প্রয়োজনীয়তা। কখনও কখনও একটি চিপের বিভিন্ন অংশ বিভিন্ন ভোল্টেজে চলবে। একটি ক্লাসিক উদাহরণ হ'ল কম ভোল্টেজ কোর এবং উচ্চ ভোল্টেজ আই / ও। বিদ্যুতের ব্যবহার হ্রাস করতে কোরটি কম ভোল্টেজ ব্যবহার করে (সিএমওএসে বিদ্যুৎ খরচ কমবেশি ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজের বর্গক্ষেত্রের সমানুপাতিক, তাই আপনি যদি ভোল্টেজকে 30 শতাংশ কমিয়ে দিতে পারেন তবে আপনি বিদ্যুতের 50 শতাংশ হ্রাস পেতে পারেন) যখন বাইরের সার্কিটরির সাথে আরও ভাল ইন্টারফেস করার জন্য I / O একটি উচ্চ ভোল্টেজ এ চলে। কখনও কখনও কোর ভোল্টেজ এমনকি পরিবর্তনশীল হয়। এটি ডাইনামিক ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি স্কেলিং (ডিভিএফএস) নামে একটি পাওয়ার অপ্টিমাইজেশান কৌশলতে করা হয়। চিপে সফ্টওয়্যার লোড হওয়ার সাথে সাথে, শক্তি সঞ্চয় করতে পরিবর্তনের জন্য এটি ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজকে আদেশ করবে। যখন ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করা হয়, তখন একটি 'অর্জনের জন্য ভোল্টেজও হ্রাস করা যায়
সংকেত অখণ্ডতা প্রয়োজনীয়তা। আধুনিক চিপগুলিতে, পিনগুলিতে সংকেতগুলি খুব দ্রুত রূপান্তর করতে পারে। এই রূপান্তরগুলির দ্বারা প্রয়োজনীয় বর্তমানটির জন্য পাওয়ার বা গ্রাউন্ড পিনের মাধ্যমে ফেরতের পথ প্রয়োজন। যদি এই পিনটি খুব বেশি দূরে থাকে তবে এটি একটি বৃহত্ সূক্ষ্ম লুপ তৈরি করে শেষ করে যা কেবল শক্তি / গ্রাউন্ড পিন এবং প্রশ্নের মধ্যে থাকা সিগন্যাল পিনকেই নয়, চৌম্বকীয় ক্ষেত্রের কারণে লুপের অন্য কোনও পিনকেও প্রভাবিত করে। ক্রসস্টালকের ফলাফল যেখানে একটি সংকেত সংলগ্ন সংকেতগুলিকে প্রভাবিত করে। চিপগুলি কেবল পাওয়ার সরবরাহের জন্য পর্যাপ্ত শক্তি এবং গ্রাউন্ড পিনগুলিই নয়, ক্রসস্টালক হ্রাস করার জন্য যুক্তিসঙ্গত স্থানে পিনগুলিও ডিজাইন করতে হবে।
জিলিনেক্স স্পার্স শেভ্রন নামে একটি বিশেষ শক্তি এবং গ্রাউন্ড পিনআউট স্কিম তৈরি করে। ধারণাটি হ'ল বিদ্যুৎ এবং গ্রাউন্ড পিনগুলির একটি প্যাটেন তৈরি করা উচিত যা সমস্ত I / O পিনের যতটা সম্ভব সম্ভব ফেরতের পথগুলিকে স্থাপন করে, যখন একটি পাগল সংখ্যা পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড পিনের প্রয়োজন হয় না। নীচের চিত্রটি 1513 পিনের সাথে বিজিএ প্যাকেজে একটি ভার্টেক্স 4 এফপিজিএতে সমস্ত পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড পিনের প্রতিনিধিত্ব করে।
কেন্দ্রে ভিসিঙ্কিন্ট এবং গ্রাউন্ড পিনগুলির উচ্চ ঘনত্ব প্রকৃত এফপিজিএ ডাইতে মূল ভোল্টেজ সরবরাহ করে। এফপিজিএ 1.2 ভোল্টে 30 বা 40 এমপি আঁকতে পারে। প্রোগ্রামযোগ্যযোগ্য লজিক অ্যারেতে উচ্চ বর্তমান সরবরাহের জন্য কম সংখ্যক পিনের সংখ্যক পিনের প্রয়োজন। ভিসিএক্স পিনগুলি জেটিএইচ ইন্টারফেস সহ কিছু সমর্থনকারী সার্কিটরিতে বিদ্যুৎ সরবরাহ করে। ভিসকো এবং গ্রাউন্ড পিনগুলির প্যাটার্ন I / O ব্যাঙ্কগুলিতে শক্তি সরবরাহ করে। প্রকৃত আই / ও সিগন্যালের জন্য তারা ফেরতের পথও সরবরাহ করে। প্রতিটি আই / ও পিন অন্তত একটি শক্তি বা গ্রাউন্ড পিনের সাথে সংযুক্ত থাকে, আনয়নকে হ্রাস করে এবং তাই উত্পন্ন ক্রসস্টালক।
কিছু এফপিজিএ উচ্চ গতির ট্রান্সসিভারগুলি অন্তর্ভুক্ত করে যা প্রতি সেকেন্ডে 28 গিগাবিট হিসাবে দ্রুত হতে পারে। উচ্চ গতির সিরিয়ালাইজার এবং ডিসরিয়ালাইজারগুলি মূলত খুব উচ্চ গতির অ্যানালগ সার্কিটরি (আপনি একটি উচ্চ পর্যায়ে গতি অর্জন করেন, কিছুই আসলেই ডিজিটাল নয়) এবং তাই তাদের উত্সর্গীকৃত সরবরাহের প্রয়োজন। এই সংবেদনশীল সার্কিটরি সঠিকভাবে পরিচালিত হয় এবং অনেক গিগাহার্জ মূল্যমানের ট্রানজেন্ট অন্য কোনও কিছুকে বিরূপ প্রভাবিত করে না তা নিশ্চিত করতে সাধারণত পৃথক রৈখিক নিয়ামক সরবরাহ করা হয়।
পৃথক অ্যানালগ এবং ডিজিটাল ভিসিসি এবং গ্রাউন্ডের কারণ হ'ল রেলগুলি পৃথক করে রাখা এবং পরিষ্কার রাখা। অ্যানালগ ইনপুটগুলি ডিজিটাল শব্দের সংবেদনশীল।
অভ্যন্তরীণ তারের দক্ষতার কারণে একাধিক বাহ্যিক কারণের কারণ হতে পারে। কখনও কখনও এটি আইসি ওয়েফারের অভ্যন্তরীণভাবে কোনও স্থলপথে যাত্রা করা ব্যবহারিক নয়। তবে আরেকটি কারণ হ'ল তাপ অপচয়। মামলার অধীনে জিএনডি সংযোগ সহ একাধিক গ্রাউন্ড পিনগুলি আইসির সাথে সংযোগযুক্ত পিসিবিতে আরও বেশি তাপ পরিবাহিতা নিশ্চিত করতে ব্যবহৃত হয়।
এছাড়াও, প্রচুর স্রোত অঙ্কন করা একা একা পিনের উপর ব্যবহারিকর হতে পারে। প্রতিরোধের কথা চিন্তা করুন: এই তারগুলি খুব পাতলা এবং খুব বেশি প্রবাহিত হতে পারে না।
সুতরাং, আরও জটিল µ সি অনেকগুলি পিনের মধ্যে তার লোডের প্রয়োজনীয়তা ছড়িয়ে দেয়। কেবল প্রায়শই এই কারণগুলির কারণগুলি দুটি বা ততোধিক শক্তিযুক্ত লাইন বহন করে, যেমন পাওয়ার-ওভার-ইথারনেট।