This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] TM4C 器件之间具有不同的 GPIO 输入电压容差和钳位结构

Guru**** 2470760 points


请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/678716/different-gpio-input-voltage-tolerance-and-clamping-structure-among-tm4c-devices

您能为我提供以下问题/情况的帮助吗:

在 TM4C 系列中,GPIO 在“输入电压容差”和/或钳位结构方面似乎存在差异:

 

http://www.ti.com/lit/an/spma065/spma065.pdf

第9页

TM4C123x

输入电压容差:5V

器件未通电时、I/O 引脚被二极管钳位:是

 

TM4C129x

输入电压容差:3V3

器件未通电时、I/O 引脚被二极管钳位:否

 

 

根据 TM4C129x 数据表:

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tm4c1294ncpdt.pdf

GPIO‘s (与 TM4C123x 相反)不能耐受5V 电压:

第1818页:

VIN_GPIO <= 4V

 

第1851页

注意–除 PB1外、所有器件 I/O 引脚都不能耐受5V 电压;电压超出限值

如第1820页的表27-6所示、可能会对器件造成永久损坏。 PB1用于 USB

USB0VBUS 信号、需要5V 输入。

 

此外、在第1852页可以找到以下内容:

-原理图包括 钳位二极管连接到 VDD。

-允许的最大电流 I_INJ+为2mA

 

其结论如下:

 TM4C129x 具有朝向 VDD 的钳位二极管、该二极管仅在为器件供电时激活

  • 在运行期间、该二极管将 GPIO 电压限制为<4V (@VDD=3V3)、因此、如果条件是 GPIO 输入电流 I_INJ+限制为<2mA、则可以承受5V 信号
  • 因此、如果我们使用大小合适的串联电阻器、则应该可以使用5V 信号? (但在为微控制器供电之前、不允许存在5V 信号)
  • 这是否是符合规格的解决方法?
  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。
    Vdd 具有 ESD 二极管保护(无论 VDD 是否通电)。 I/O 端口上的电压不应超过 Vdd+0.3V、除非电流被限制在2mA。 虽然可以在未通电器件的输入引脚(电流限制电阻器> 2.5K)上使用5V 电压将电流限制在< 2mA、但您最终会提高 Vdd。 这会将器件置于 Vdd 超出规格的状态。 当 Vdd 超出规格时、不能依赖正常运行。
  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    OLA Bob、

    虽然大家同意大多数 MCU (此处和外部 MCU)都使用 ESD 二极管保护器、但您注意到、其中的" 保护"在很大程度上取决于 在 MCU 的 VDD 和 VSS 上是否存在"低阻抗正电源"。   

    我将这一点作为海报提出-现在您-已经"建议"此类保护(可能)持续存在-即使-尤其是-(首选)"低阻态电源"断开连接或缺失!   为了在"未上电条件"下继续提供保护、是否不可能采用某些(额外)钳位电压(MCU 中是否有?)    (更好- MCU 外部!)  

    正如您(以及)注意的那样- 不会(据称)"保护 ESD 二极管"- 驱动未端接的 VDD "超出其电压规格"- 当 MCU 未通电时-并且 任何(备用)"次级、电压钳位器件"无效和/或缺失...   出现并持续出现不良信号电平?   (即 不仅仅是... "一个并完成"(正如大多数 ESD 设计人员所希望的那样) 、但(相反) 重复-并且 具有"高于"希望和计划的"占空比!)   那么呢?   对于添加的压力、我们完全没有触及 "PVT"分类 下的压力。    (过程、电压、温度-投射老化-以及...)

    由于大多数此类"ESD/类似"器件都是" 频"器件(在所有 MCU 供应商的支持下、这里没有"爆震")、 它们是否真的可以依赖?    相反、我们发现到 目前为止最好的方法是:

    • 这些 ESD 器件的"不会不适当地使用"-这是通过以下方式实现的:
    • 中断和/或断开所有 "非板载信号"-在 MCU 订购 (或遇到)断电之前
    • 强制实施(严格)电压限制(略小于 VDD)、以便  MCU 引入的任何/所有信号  都不会 "过度挑战!"   ( MCU 的保护网络/结构)

    这些超级保守的设计策略在 航天、 汽车和医疗领域很常见、其中半导体必须有一切机会生存...  

    如此小的尺寸和组件成本引入"设计风险"可能没有太大意义。   (从痛苦的经历中、每次我的公司遇到 "电压 容差"(主题行-此主题)时、我们 都会感到很寒酸!)