单片机多组VDD存在的原因解析

我们知道一般的IC元器件通常只有两个电源引脚，一个是Vcc或Vdd，另一个是Gnd或Vss。但是现在的MCU通常却有多组电源引脚，这是什么原因呢？ 以某款100脚MCU为例，可以看到它有5组VDD/VSS，并且会要求每一组VDD/VSS都要接上，实际上这多组VDD内部是互相连接在一起的，既然这样，那么芯片厂家为什么不只留一组出来呢？或者说虽然留了多组出来，能不能外面只接一组呢？如果能这样既节约引脚，外面连接走线也更少。

如果外面只接一组VDD的话，电流在芯片内部经过的路径相对较长，如下图红色的线条。

对于频率高的电路，VDD电流会在高频突变（因为频率越高，需要的电流越大），这时候路径上产生的感抗会阻碍电流的变化，路径越长感抗越大，从而对电流的阻碍作用就会更明显，进而导致芯片网络中的电压变化，这样就会影响MCU系统的正常工作。对于低频或者直流电路，路径长其影响不大。所以早期的低频MCU，只有一个VDD。多组VDD可以减少电感效应（电感并联总电感变小，路径变短电感也越小）。 可以把上述芯片供电的过程，想象成给一块田地灌溉的过程，如果只有一个进水口，肯定不如多个进水口一起进水好。

除此之外，再补充几点： 1）MCU的模拟外设比如ADC通常是独立的电源VDDA，这是因为ADC需要尽可能干净的电源以保证转换结果的准确性，独立一路可以避免受到其他电源噪声的干扰。 2）多种电压要求。有时，芯片的不同部分会以不同的电压运行。一个典型的例子是低压内核和高压 I/O。内核使用较低的电压来降低功耗而 I/O 以更高的电压运行，以便更好地与外部电路连接。这时也需要分出来多组供电，常见的是复杂的SOC芯片。 3）多组VDD相比单个VDD，一个VDD引脚上经过的电流会减小，这样引脚不必承受过高的电流，增强可靠性。

审核编辑：黄飞