单片机为什么有多组VDD？

以前我在画尺寸小的PCB时，比较头痛，特别是芯片引脚又多的，芯片底下，又不能打太多过孔。

可能有些老铁也比较好奇，为什么一个单片机芯片，有这么多组VDD和VSS。

比如下面这个100个引脚的STM32单片机。

有5组数字电源:VDD_1/VSS_1到VDD_5/VSS_5，而VDDA/VSSA则是模拟电源。

模拟电源(VDDA/VSSA)和数字电源有什么区别？

VDDA/VSSA：是专门为模拟电路部分供电和接地，模拟电路包括模拟数字转换器（ADC）、数字模拟转换器（DAC）、比较器、温度传感器等，它们处理的是连续的模拟信号。

模拟电路对电源的质量要求较高，因为电源噪声和波动可能会直接影响模拟信号的精度和稳定性，比如我们采集ADC值的时候，参考电源的稳定性，直接决定ADC值的准确性。

因此，VDDA通常需要更加干净、稳定的电源，以避免噪声干扰，保证模拟信号的准确转换和处理。

所以，模拟电源和地线可能需要与数字电源和地线物理隔离，以减少数字电路高频开关可能产生的噪声，对模拟电路的影响。

VDD/VSS：是专门为数字电路部分供电和接地，数字电路包括微处理器核心、存储器、输入输出接口等，它们处理的是离散的数字信号。

数字电路对电源的稳定性和纯净度要求相对较低，因为数字信号具有较强的抗干扰能力，数字电源和地线的设计更多考虑的是减少数字电路内部的噪声和干扰。

接下来，再聊下为什么要用5组数字电源，我们在画板的时候，最终不是都是接在同一个电源上吗？那直接用一组不是更好吗？既能节约引脚，也方便布线。

比如引脚其它4组电源，统一接到VDD_1/VSS_1，然后VDD_1/VSS_1接电源输入。

这会有啥问题呢？

1.电感效应

如果单片机只使用一组VDD，那么电流在芯片内部的路径会相对较长。

VDD_1/VSS_1给其它组提供电源时，电流在芯片内部的路径会相对较长。

对于高频电路(SRAM、LCD等等)，这会导致路径上的感抗增加，阻碍电流的变化，从而影响性能和功能。

2.电源分配不均

单片机内部包含多种功能模块，如果所有模块都从同一组电源获取能量，可能会导致电源分配不均。

一些模块可能会因为电源不足而无法正常工作，或者在高负载情况下影响其他模块的性能。

3.可靠性降低

当所有的电流都通过单一的VDD/VSS引脚时，这些引脚需要承受更大的电流负荷，这可能会使引脚发热，降低单片机的可靠性和寿命。

4.功耗问题：

如果不同电压要求的模块共用一组电源，可能会导致功耗增加。

例如，如果内核使用较低的电压以降低功耗，而I/O接口需要较高的电压，那么共用一组电源可能会导致不必要的能量损耗。

5.电源稳定性问题

在某些情况下，电源的稳定性对于系统的正常运行至关重要。

如果所有模块都依赖于单一的电源，那么一旦电源出现问题，可能会影响整个系统的稳定性。

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