B. Dịng vi xử lý Pentium
3.2.1 Giao diện 3V và 5V Thành phần
LINH KIỆN Một nơi nào đĩ trong 1 hỗn hợp điện áp thiết kế, các thiết kế phải giao diện 3V và 5V thiết bị. Điều này cĩ thể xảy ra trong
3V để 5V dịch thuật, 5V để 3V dịch thuật, bidirection- al dịch hoặc 3V và 5V thiết bị định cư trên các như nhau hệ thống xe buýt. Như đơn giản như các giao diện cĩ thể dường như, cĩ là vẫn cịn vấn đề để là giải quyết.
3.2.1.1 Giao diện 3V để 5V
Một cách để dịch 1 3V đầu ra để 1 5V CMOS cấp là với ACT / HCT logic. Những các bộ phận chấp nhận 1 TTL cấp đầu vào và cho 1 CMOS đầu ra. Khi hoạt động tại 5V, các các bộ phận xem 1 3V cấp đầu vào các như nhau như họ sẽ xem 1 5V TTL cấp đầu vào. Các đầu ra sẽ là 1
5V CMOS cấp. Điều này là 1 tương đối đơn giản ap- proach, nhưng nĩ khơng cĩ các vấn đề của bổ sung hiện- thuê tiêu thụ (DICC).
JEDEC tiêu chuẩn cho 3.3V kết quả đầu ra là tương thích với TTL đầu vào yêu cầu. Nếu các 5V thiết bị kết nối- ed để các 3V đầu ra đã cĩ TTL tương thích trong đặt, khơng giao diện Logic là yêu cầu.
3.2.1.2 Giao diện 5V để 3V
Thật khơng may, 1 5V đầu ra khơng thể là kết nối trực tiếp ly để 1 3V đầu vào. Tối đa hoạt động điều kiện cho nhất thiết bị chỉ định các tối đa điện áp trên bất kỳ đầu vào pin. Điều này số là thường VCC 1 0.5V (LVTTL và khơng được kiểm sốt LVCMOS), và trên một số 3V thiết bị là VCC 1 1.0V (Quy định LVCMOS). A 5V CMOS ra- đặt cao thường ổ đĩa đĩng để VCC. Khi các maxi- mẹ đầu vào điện áp là vượt quá, các ESD (Tĩnh điện Discharge) bảo vệ diode trên các đầu vào của các thiết bị về phía trước thành kiến và hiện tại dịng chảy trong các 3V VCC (Hình- ure 3-2). Điều này nguyên nhân khơng thể chấp nhận được cao hiện tại con- Cơng suất. Kết nối 1 5V đầu ra để 1 3V đầu vào dẫn để độ tin cậy vấn đề. Thiết bị nhà sản xuất là devel- oping đầu vào bộ đệm cho thấp điện áp thiết bị mà là 5V khoan dung, nhưng cho đến khi các thiết bị là rộng rãi cĩ sẵn, khác giải pháp là yêu
cầu. 5V lưỡng cực TTL thiết bị cĩ thể là kết nối trực tiếp để 1 3V đầu vào. Một số mới hơn 5V CMOS thiết bị cĩ ra- đặt với giảm điện áp thay đổi tính. Những thiết bị cĩ
3V tương thích kết quả đầu ra và cĩ thể là kết nối trực tiếp để 3V đầu vào. Các thiết kế phải là cẩn thận khi các quy lating các 5V và 3V nguồn cung cấp. 1F các 5V cung cấp đi đến
5.5V và các 3.3V cung cấp đi để 3.0V, các 3V đầu vào đặc điểm kỹ thuật cĩ thể là vi phạm.
Hình 3-2. 5VOutputDrivinga3VInput
Cĩ là 1 cách để làm việc xung quanh các vấn đề của lái xe 1
3V đầu vào với 1 5V đầu ra. Loạt điện trở cĩ thể là đặt trên các kết quả đầu ra của các 5V thiết bị. Các mục tiêu là để rơi các điện áp để 1 cấp chấp nhận được bởi các 3V thiết bị. Các giá trị của các điện trở phải là lựa chọn để hạn chế 5V hiện tại trong các 3V thiết bị. Các chính hy sinh trong này giải pháp là tốc độ. Nếu các hệ thống cĩ thể xử lý các tăng tốc độ suy thối, sau đĩ nĩ là 1 đơn giản, khơng tốn kém cách để dịch từ 5V để 3V. Như 1 cuối cùng điểm trên này phụ ject, nếu này giải pháp là thực hiện, cân nhắc phải là thực hiện cho hệ thống power-up. Nếu các 5V cung cấp dốc nhiều nhanh hơn hơn các 3V cung cấp, các chất nền diode cĩ thể vẫn cịn là về phía trước thành kiến tạm thời, hàng đầu để độ tin cậy vấn đề. Điều này tình hình phải là thực hiện trong tài khoản khi xác định các điện trở giá trị. Các thiết kế phải hoặc giả định các tồi tệ nhất trường hợp đâu 5V
một phần VCC e 5.5V và các 3V một phần cĩ VCC e 0V hoặc các 3V và 5V vật tư phải là sắp xếp theo trình tự.
3.2.1.3 Điện áp Dịch với Mở Xả hết nước
đầu ra Mở thốt đầu ra thiết bị cho 1 đơn giản cách để con- bỏ đạo này theo đạo khác từ 3V để 5V và ngược lại (Hình 3-3). Tất cả mà là yêu cầu là 1 bên ngồi pullup điện trở để các mong muốn đầu ra điện áp. Nếu các mở thốt thiết bị kết quả đầu ra 1 Logic
"1", cĩ là hầu như khơng hiện tại tiêu thụ hình phạt cho các chuyển đổi. Nếu các đầu ra là 1 Logic '' 0'', cĩ là 1 hiện tại con đường để mặt đất, nhưng 1 cao sức đề kháng pullup sẽ hạn chế các số lượng của hiện tại (Tại các chi phí của tốc độ).
Hình 3-3. Điện áp Dịch với
Open Xả hết nước Kết quả đầu ra Nếu 1 mở thốt thiết bị là khơng cĩ sẵn, các chức năng cĩ thể là dễ dàng dup1icated sử dụng 1 bên ngồi MOSFET và 1 điện trở. Điều này mạch sẽ là giống hệt nhau để Hình
3-3, ngoại trừ các bĩng bán dẫn sẽ là bên ngồi để các thiết bị. Các đầu ra để là dịch kết nối để các cửa khẩu của các bĩng bán dẫn. An N-transistor kết nối để mặt đất với 1 pullup để VCC sẽ hành động như 1 biến tần cho các đầu ra. A p-transistor kết nối để mặt đất với 1 pullup điện trở sẽ khơng đảo ngược các đầu ra. Các chuyển đổi thời gian yêu cầu bởi các bên ngồi MOSFET phải là xem xét khi de- termining hệ thống thời gian.
3.2.1.4 BidirectionaI Dịch
Các phương pháp mơ tả trên đây tất cả làm việc cũng cho translat- ing một chiều tín hiệu. Gì xảy ra nếu 1 5V ngoại vi- eral cư trú trên 1 3V xe buýt? Lý tưởng nhất, 1 thiết kế cĩ thể nơi 1 5V thiết bị và 1 3V thiết bị trên các như nhau hệ thống xe buýt. Thật khơng may, 1 lưu hành 3V đầu ra sẽ là bị hư hỏng khi 1 5V một phần ổ đĩa các xe buýt. Tùy thuộc trên các nhà nước của các đầu vào để các 3V thiết bị đầu ra bộ đệm, nĩ là possi- ble mà các p-transistor sẽ xoay trên (Hình 3-4). Nếu này thiết bị biến trên, các 5V cung cấp và 3V cung cấp là ngắn ed với nhau. Ngay cả nếu này tình hình khơng khơng xảy ra, 5V
tín hiệu vẫn cịn về phía trước thành kiến các ESD bảo vệ điốt trong các 3V thiết bị, tạo 1 tình hình tương tự để 1 5V đầu ra lái xe 1 3V đầu vào. May mắn thay, 1 số của nhà sản xuất là sản xuất bộ đệm với hai VCC chân. Các thiết bị dịch
bidirectionally giữa các hai VCC giá trị. Những là các nhất thực tế giải pháp cho hai chiều dịch giữa 3V và 5V. Sys- tem bus phải hoạt động tại 1 duy nhất điện áp với khác điện áp đệm.
Hình 3-4. 5VDeviceDrivinga Floated3VOutput
3.2.2 Nhược điểm CỦA TRỘN ÁP HỆ THỐNG
Nĩ là rõ ràng tại này điểm mà cĩ thực sự là khơng advan- tages để hỗn hợp điện áp hệ thống trên hồn thành 3V de- dấu hiệu. Họ chỉ tồn tại vì của các vắng mặt của 1 com- plete lựa chọn của thấp điện áp thiết bị. Trong khi các indus- cố gắng của quá trình chuyển đổi để 3V, các Mục tiêu của thiết kế là để giảm thiểu các bất lợi của hỗn hợp điện áp hệ thống. Hai của các hạn chế của hỗn hợp điện áp hệ thống là điện áp cung cấp yêu cầu và bổ sung hiện tại tiêu thụ3.2.2.1.
Nhiều Nguồn cung cấp trong Hỗn hợp Điện áp
hệ thống A chính bất lợi của hỗn hợp điện áp hệ thống là các yêu cầu của nhiều điện áp nguồn cung cấp. A điển hình sys- tem cĩ thể yêu cầu 3V (Lớn thành phần, bộ nhớ), 5V
(cũ hơn thiết bị ngoại vi, nhỏ màn hình), g 12V (RS-232 thơng tin liên lạc) và ngay cả cao hơn điện áp (Backlit LCD màn hình, vv.) Một mục tiêu trong thiết kế 1 hỗn hợp điện áp hệ thống là để giảm thiểu các số của yêu cầu điện áp và các số của thiết bị sử dụng để tạo chúng. Để tránh các thêm chip-count liên quan với tạo nhiều điện áp, một số nhà sản xuất, cung cấp một-chip giải pháp để cho nhiều điện áp từ 2 hoặc 3 các tế bào. Các thiết kế cĩ thể cũng mất lợi thế của các bộ phận với trong ternal phí máy bơm mà mất 3V hoặc 5V đầu vào và tạo các đầu ra điện áp cấp họ yêu cầu. Mặc dù nhiều điện áp cĩ thể dễ dàng là tạo ra với 1 tối thiểu số của chip, các thiết kế vẫn cịn trả tiền các giá cho cĩ khơng-3V các bộ phận trong các hệ thống: pin cuộc sống. Như cơng nghệ- nology di chuyển về phía trước và 3V thiết kế đạt được đà, hơn thành phần sẽ là cĩ sẵn tại thấp điện áp (3V hoặc ít hơn). Điều này loại bỏ các yêu cầu cho nhiều hệ thống điện áp và các thêm hệ thống chi phí và com- plexity liên quan với tạo chúng.
3.2.2.2 Bổ sung Hiện tại Tiêu thụ trong
hỗn hợp Điện áp Hệ thống Giao diện 3V và 5V thiết bị trong 1 hỗn hợp điện áp sys- tem là khơng thể tránh khỏi. Bất kể của làm thế nào 1 thiết kế im- plements các giao diện, họ sẽ tất cả cĩ 1 com- Th 2 đặc trưng, bổ sung hiện tại tiêu
thụ. thiết bị cĩ 1 bổ sung đặc điểm kỹ thuật gọi là DICC (Hoặc TơiCCT). Điều này đặc điểm kỹ thuật định nghĩa các Ngồi ra, al hiện tại tiêu thụ, mỗi đầu vào pin, nếu 1 đầu vào cao điện áp là tại VCC b 2.1V. Điều này tình hình chặt chẽ resem- Bles sử dụng ACT hoặc HCT Logic cho 3V để 5V dịch thuật. Điều này số cĩ thể là lên để 1,5 mA mỗi đầu vào pin. Con- sider 1 theo một hướng 16-bit xe buýt dịch từ 3V đến 5V sử dụng ACT logic. Trong 1 trường hợp xấu nhất tình hình, này cĩ thể là 1 chính nguồn của liên tục hiện tại tiêu thụ. Điều này là 1 tối đa giá trị, thường các thêm hiện tại số lượng để 100 mA để 200 mA mỗi đầu vào pin. Ngồi ra, đồng minh, này đặc điểm kỹ thuật chỉ áp dụng để 1 Logic "1" đầu vào, và thơng thường, chỉ 1 phần của các 3V đầu vào là cao tại bất kỳ thời gian.
lý do sau các thêm hiện tại tiêu thụ khi sử dụng ACT / HCT Logic cho 3V để 5V dịch nằm trong các đầu vào bộ đệm (Hình 3-5). Nếu các đầu vào của các thiết bị là lái xe tất cả các cách để VCC, các p-transistor biến hồn tồn off và các N-transistor biến hồn tồn trên. Điều này cĩ thể là khoảng mơ hình như 5V kết nối để mặt đất thơng qua 1 5 MX điện trở. Như thể hiện bởi các đồ thị trong Hình 3-5, các chỉ hiện tại chảy là rị rỉ hiện tại, gần như khơng cĩ gì. các điện áp trên các đầu vào di chuyển xa hơn xa từ VCC, các đầu vào bĩng bán dẫn di chuyển gần để của họ satura- tion khu vực. Các sức đề kháng con đường thơng qua các bĩng bán dẫn để mặt đất giảm từ các ban đầu 5 MX. Điều này trong nếp các hiện tại dịng chảy thơng qua chúng. Các đồ thị chương trình này hiện tại để là trên các thứ tự hoặc 150 UA mỗi đầu vào với 1 3V đầu vào (Tại phịng nhiệt độ).
Hình 3-5. Hiện tại Khi Sử dụng ACT / HCT Logic cho Điện áp Chuyển đổi này dẫn để 1 câu hỏi hợp lệ. Nếu cĩ là như vậy 1 hình phạt cho tạo hỗn hợp điện áp hệ thống, là các hệ thống hơn off chạy tại 5V? An phân tích của hệ thống hiện tại con- sự chứa nước phải là thực hiện cho các tinh khiết 5V và hỗn hợp volt- tuổi trường hợp. Nếu chỉ 1 nhỏ một phần của các hệ thống cĩ thể hoạt động tại 3V, các thêm năng cho điện áp dịch cĩ thể off- thiết lập các hưởng lợi của sử dụng 3V các bộ phận. Điều này dấu các cần để cĩ 1 hồn thành lựa chọn của thiết bị mà hoạt động tại
3.2.2 Tĩm tắt: TRỘN ÁP HỆ THỐNG
Cĩ là 1 số của cân nhắc 1 thiết kế phải làm cho khi thiết kế 1 hỗn hợp điện áp hệ thống. Interfac- ing 3V và 5V Logic phải là thực hiện cẩn thận. Cĩ là nhiều giải pháp để làm này, nhưng nếu thực hiện khơng chính xác, các hệ thống cuối cùng khơng thành cơng. Nhiều nhà sản xuất cho đơn giản giải pháp để làm một chiều và
hai chiều chuyển. Những giải pháp là cĩ thể các dễ dàng nhất để thực hiện và ăn 1 tối thiểu số lượng của điện.
hỗn hợp điện áp hệ thống, bởi định nghĩa, tiêu thụ hơn hiện tại hơn 1 tinh khiết 3V hệ thống. Điều này thêm hiện tại con- sự chứa nước đến từ khác nhau nguồn. Bất kỳ phương pháp sử dụng để dịch từ 1 điện áp để khác yêu cầu bổ sung hiện hành. A hỗn hợp điện áp hệ thống cũng cĩ hơn thiết bị hơn 1 tinh khiết 3V hệ thống. Thêm thiết bị là cần thiết cho điện áp dịch và tạo yêu cầu hệ thống điện áp. Trong Ngồi ra để vẽ hiện tại, các thêm thiết bị tăng lên hệ thống kích thước, chi phí và phức
tạp. cơng nghệ tiến bộ và nhà sản xuất thiết kế lại hiện tại các bộ phận, hồn thành hệ thống sẽ là thể để hoạt động tại 3V. Cho đến khi mà thời gian, hỗn hợp điện áp hệ thống phải ex- ist. Mặc dù 1 hỗn hợp điện áp hệ thống yêu cầu hơn năng hơn 1 hồn tồn 3V phiên bản, nĩ vẫn cịn tiêu thụ ít năng hơn 1 5V phiên bản (Nếu đúng thiết kế). Hỗn hợp điện áp hệ thống sẽ tồn tại trong một số hình thức cho 1 lâu thời gian. Ngay bây giờ, họ tồn tại vì của các chuyển đổi từ
5V thiết bị để 3V thiết bị. Họ sẽ tiếp tục để xuất hiện như ngành cơng nghiệp làm cho các bước để ngay cả giảm hoạt động điện áp. Một số thiết bị đã hoạt động tại 2V và được- thấp. Mặc dù này thơng tin áp dụng cụ thể để
3V/5V hệ thống, các khái niệm áp dụng để bất kỳ hỗn hợp volt- tuổi hệ thống
3.3 Thiết kế Hệ thống Điện áp Độc lập
Hồn thành 3V thiết kế cĩ vài bất lợi, các ex- ceptions là hoạt động tăng tốc độ và tiếng ồn miễn dịch. Ưu điểm bao gồm: cịn pin cuộc sống, ít nhiệt và giảm tiếng ồn khí thải. Các lợi thế của 1 hồn thành 3V hệ thống là đáng kể so sánh để các tối thiểu thiết kế nỗ lực yêu cầu để làm việc xung quanh các bất lợi.
3.3.1 THIẾT BỊ THIẾT KẾ CHO LOW ÁP HOẠT ĐỘNG
Hiện nay, một số thiết bị là thiết kế cho 3V chỉ Giấy phép hoạt động, ation. Thiết bị tối ưu hĩa cho 3V hoạt động là nĩi chung quy định cho hoạt động từ 3.0V để 3.6V. Những Devic- es triển lãm các hiệu suất của của họ 5V đối tác tại đáng kể giảm quyền lực. Các cao hiệu suất và hẹp hoạt động điện áp của các các bộ phận giới hạn của họ hưởng lợi để nhúng, pin hoạt động thiết
kế. 1 chế tạo quá trình là tối ưu hĩa cho 3V hoạt động, cửa khẩu oxit là mỏng hơn. Các tăng cửa khẩu điện dung cho phép 1 3V thiết bị để chức năng tại các như nhau tăng tốc độ như 1
5V thiết bị sản xuất trên 1 khơng-3V quy trình. Oxide sự cố là các chính Hạn chế để tối ưu hĩa 1 pro- thuế cho 3V. A mỏng hơn cửa khẩu oxit ngụ ý 1 giảm oxit sự cố điện áp. Thiết bị sản xuất trên các tối ưu hĩa quá trình sẽ khơng là thể để hoạt động tại 5V mà khơng cần đập- lão hĩa các một phần.