क्या MCU इनपुट पिन को छोड़ना वास्तव में एक बुरा विचार है?

Question

मैंने सुना है कि इनपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किए जाने पर एक MCU पर पिन छोड़ना (बनाम डिफ़ॉल्ट आउटपुट) पिन के लिए खराब है, और अंततः समय से पहले विफल हो सकता है। क्या ये सच है? मेरे उदाहरण में NB पिन आने वाले वीडियो सिग्नल के कारण 0.3V और 1.3V के बीच कहीं और तैर रहा है। 3.3V से काम करते समय यह कभी-कभी 0.8V - 2.0V के नो मैन जोन में आता है।

Comments

क्या आपने डेटाशीट और MCU परिवार के दस्तावेज़ों की जाँच की है? उनके पास कुछ निश्चित निश्चित उत्तर होने चाहिए और आप देख सकते हैं कि पिन आंतरिक रूप से कैसे लागू किए जाते हैं।

— XTL

@ XTL, मैंने उनके माध्यम से स्कैन किया, लेकिन इसका कोई संदर्भ नहीं मिला। वे कहते हैं कि फ्लोटिंग पिन अपरिभाषित राज्यों में प्रवेश कर सकते हैं लेकिन यह उल्लेख नहीं करते हैं कि क्या यह समस्या पैदा कर सकता है।

— थॉमस ओ

फ्लोटिंग डिजिटल इनपुट और एनालॉग के रूप में परिभाषित इनपुट के बीच अंतर है। ऐसा लगता है कि यह एक एनालॉग इनपुट है।

— मार्टिन

@ मैं पिन को एक एनालॉग इनपुट बनाने में असमर्थ हूं। मेरे पास वीडियो (25ns निर्देश घड़ी) पर प्रत्येक पिक्सेल के लिए ~ 125ns का समय टुकड़ा है, इसलिए एक भी नैनोसेकेंड का अधिक खर्च नहीं कर सकता।

— थॉमस ओ

क्या MCU आप उत्पादन के लिए सभी पिन चूक का उपयोग कर रहे हैं ? जो आपदा के लिए एक नुस्खा की तरह लगता है।

— कॉनर वुल्फ

Answer 1

समस्या:
इनपुट के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया पिन छोड़ना तैरना खतरनाक है क्योंकि आप पिन की स्थिति के बारे में सुनिश्चित नहीं हो सकते। जैसा कि आपने उल्लेख किया है, आपके सर्किट के कारण, आपका पिन कभी-कभी कम या कभी-कभी आदमी की भूमि में होता था या कभी-कभी हाई पर जा सकता था।

परिणाम:
अनिवार्य रूप से, फ्लोटिंग इनपुट निश्चित रूप से अनियमित चिप ऑपरेशन या अप्रत्याशित व्यवहार का कारण होगा। मैंने देखा है कि कुछ चिप्स में मेरे हाथ को बोर्ड के करीब ले जाकर (मैंने ESD रिस्ट बैंड नहीं पहना था) या कुछ अलग-अलग स्टार्टअप व्यवहार होगा जब बोर्ड पावरअप करेगा।

क्यों:
यह केवल इसलिए होता है क्योंकि अगर उस पिन पर बाहरी शोर होता है, तो पिन दोलन करेगा, जो कि सीएमएल लॉजिक गेट्स ड्रेन पावर को पावर देता है, जब वे स्टेट्स स्विच करते हैं।

समाधान:
अधिकांश माइक्रोसोर्ज़ में आंतरिक पुलअप भी होते हैं, ताकि इस व्यवहार को रोकने से रोका जा सके। एक अन्य विकल्प पिन को आउटपुट के रूप में कॉन्फ़िगर करना होगा, ताकि यह आंतरिक को प्रभावित न करे।

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यदि आप इसे एक इनपुट के रूप में उपयोग कर रहे हैं तो यह निश्चित रूप से अनियमित इनपुट का कारण बनेगा, लेकिन क्या यह वास्तव में चिप के अन्य भागों को प्रभावित करता है और स्टार्टअप मुद्दों का कारण बनता है?

— एंडोलिथ

अगर मैं पिन को अनदेखा कर रहा हूं और किसी भी बाह्य उपकरणों के लिए इसका उपयोग नहीं कर रहा हूं, तो क्या यह अभी भी समस्या पैदा करेगा?

— थॉमस ओ

@endolith और थॉमस - मुझे लगता है कि mikeselectricstuff ने आपके लिए इसका उत्तर दिया है! यह सिस्टम के अन्य भागों में शोर को शुरू करने से समस्या पैदा कर सकता है। मुझे पता है कि यह फ्लोटिंग पिन के कारण था, क्योंकि जैसे ही मैंने इसे आउटपुट में कॉन्फ़िगर किया, समस्याएं दूर हो गईं!

— २१:३१ पर IntelliChick

मुझे समझ में नहीं आता है कि धातु का एक अस्थायी टुकड़ा सिस्टम के अन्य भागों में कैसे शोर को पेश कर सकता है। यह निश्चित रूप से शोर उठाता है, लेकिन अगर आप इनपुट पर ध्यान नहीं दे रहे हैं, तो इससे कोई फर्क नहीं पड़ना चाहिए। क्या वास्तव में अप्रयुक्त फ्लोटिंग इनपुट से संबंधित हाथों को लहराते हुए समस्याएँ हैं?

— एंडोलिथ

TIL फ्लोटिंग पिन हानिरहित नहीं हैं। धन्यवाद IntelliChick और @Yann!

— निक जॉनसन

Answer 2

यह एक अज्ञात स्थिति में होने से थोड़ा खराब है, या अनावश्यक रूप से भीख माँगना है। आजकल डिजिटल सर्किट ज्यादातर CMOS प्रकार के होते हैं, जिसमें ट्रांजिस्टर उच्च और निम्न दोनों पक्षों पर स्विच करते हैं; जब हमारे पास 1s और 0s स्पष्ट होते हैं, वे या तो बंद या संतृप्त होते हैं, तो संक्रमण के लिए दो सबसे कुशल राज्य हैं। इस बीच, हालांकि, रैखिक ऑपरेशन का एक क्षेत्र है; यह एनालॉग एम्पलीफायरों के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन यह चरम के रूप में कुशल नहीं है - जिसका अर्थ है कि अधिक शक्ति ट्रांजिस्टर में गर्मी के रूप में बर्बाद हो जाती है। सबसे खराब स्थिति में, दोनों उच्च और निम्न साइड ट्रांजिस्टर इस प्रकार रिसाव करते हैं (क्योंकि पिन वास्तव में न तो उच्च और न ही कम है), और वे फिर चिप के भीतर एक उल्लेखनीय वर्तमान का कारण बन सकते हैं क्योंकि वे दोनों आंतरिक स्थिति को उच्च करने की कोशिश करते हैं और कम - संभवतः श्रृंखला प्रतिक्रिया में अगले गेट के समान ही करना। अगर बिजली नहीं है तो भी गर्मी एक समस्या बन सकती है। IntelliChick के समाधान अभी भी लागू होते हैं।

ADCs से जुड़े पिन के लिए, कुछ माइक्रोकंट्रोलर इस समस्या को रोकने और सिग्नल को विकृत करने वाले रिसाव को रोकने के लिए डिजिटल इनपुट बफर को निष्क्रिय करने के लिए फ़ंक्शन प्रदान करते हैं।

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इनपुट में हिस्टैरिसीस नहीं है?

— अंतोलिथ

श्मिट ट्रिगर इनपुट करते हैं, लेकिन आम तौर पर, नहीं।

— यन वर्निअर

Answer 3

व्यवहार में मुख्य प्रभाव बिजली की खपत में वृद्धि है। यदि एक पिन वास्तव में कुछ अनिश्चित वोल्टेज स्रोत से जुड़े होने के विपरीत तैर रहा है, तो दोलन के लिए यह संभव है, जो कि पावर ड्रा के साथ-साथ सिस्टम के अन्य हिस्सों में शोर का परिचय दे सकता है। कोई भी पिन जिसमें ADC या तुलनित्र इनपुट के लिए इस्तेमाल होने की क्षमता है, इस समस्या से बचने के लिए डिजिटल इनपुट बफर को डिस्कनेक्ट करने की सुविधा होगी। (AVR पर DIDR, PIC पर ADCON1 / ANSEL)

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क्या वास्तव में दोलन करेगा, और क्यों?

— एंडोलिथ

@endolith - पिन पर इनपुट बफर। इनपुट और आउटपुट के बीच संधारित्र के साथ एक अकशेरुकी बफर के बारे में सोचें।

— कॉनर वुल्फ

@ फ़ेकनाम: लेकिन इन्वर्टर कहाँ है? आउटपुट कहां है जो इनपुट पर वापस फीड कर रहा है?

— एंडोलिथ

मूल रूप से, सभी आईसी आईओ पिन आईसी डाई पर एक बफर (अक्सर एक इन्वर्टर) से गुजरते हैं । चूंकि बफर में इनपुट और आउटपुट के लिए तार होंगे, इसलिए इनपुट और आउटपुट के बीच कैपेसिटिवली कपलिंग हो सकती है। इसलिए, यदि इनपुट पर्याप्त रूप से उच्च प्रतिबाधा है, तो इन्वर्टर आउटपुट पर एक संक्रमण इन्वर्टर इनपुट को बदलने का कारण बन सकता है, जिससे आउटपुट फिर से बदल सकता है, आदि ....

— कॉनर वुल्फ

Answer 4

आमतौर पर इनपुट पिन को छोड़ना एक बुरा विचार है क्योंकि यह तैर सकता है:

क) कार्यात्मक समस्याएं - अज्ञात इनपुट स्थिति, टॉगल करना (उदाहरण के लिए अपरिभाषित ISR के साथ व्यवधान को ट्रिगर कर सकता है जो प्रोसेसर को लटका देगा)

बी) बिजली की खपत में वृद्धि - सबसे अधिक संभावना है कि इनपुट गेट CMOS इन्वर्टर के समान है। इस संरचना के साथ जब इनपुट रेल से काफी दूर होता है (उदाहरण के लिए आधी आपूर्ति पर) तो वर्तमान में महत्वपूर्ण क्रॉस लगातार प्रवाहित होगा।

c) यदि क्रॉस-ओवर करंट प्रवाहित करेगा तो घटना को पता चल जाएगा क्योंकि हॉट कैरियर इंजेक्शन वास्तव में डिवाइस के जीवनकाल को कम कर सकता है। इनपुट गेट को केवल सामान्य स्विचिंग के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है जो निरंतर चालन नहीं करता है ताकि उपकरण भयावह रूप से विफल हो सके। ध्यान दें कि ऐसा होने के लिए ऊंचे तापमान पर कई सैकड़ों घंटों के लिए ऐसी स्थिति में डिवाइस की आवश्यकता होगी।

नोट a) और b) वास्तविक समस्याएं हैं जो सबसे अधिक संभावित एक का सामना करेंगे। ग के रूप में) ऐसा होने की संभावना कम है लेकिन जोखिम क्यों लेते हैं?

Answer 5

किसी भी EMI के आधार पर इनपुट 0 और 1 के बीच टॉगल करेगा। मुझे यकीन नहीं है कि यह इनपुट विफल होने का कारण होगा, लेकिन इसका उपयोग करने के लिए अधिक शक्ति का कारण होगा, क्योंकि 0 से 1 से 0 तक संक्रमण।

इसे एक आउटपुट पर सेट करें और इसके साथ किया जाए।

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अगर मैं इसे किसी आउटपुट, 0 या 1 पर सेट करता हूं, तो यह वीडियो सिग्नल को बाहर कर देगा और वीडियो को नुकसान पहुंचाएगा।

— थॉमस ओ

क्या आप एक आंतरिक पुल-अप को सक्षम कर सकते हैं और इसके साथ किया जा सकता है?

— एंडोलिथ

आंतरिक पुल-अप को सक्षम करना अच्छा होना चाहिए। बिंदु यह है कि इसे एक ज्ञात स्थिति में रखा जाए और इसे वहां छोड़ दिया जाए।

— रॉबर्ट

Answer 6

कुछ हाई-स्पीड सीएमओएस डिवाइस नष्ट हो सकते हैं यदि कोई इनपुट फ्लोटिंग छोड़ दिया जाता है, लेकिन जो सबसे आम समस्या है वह है वर्तमान खपत में वृद्धि। PIC सीरीज़ माइक्रोकंट्रोलर्स पर, फ़्लोटिंग पिन प्रति सैकड़ों माइक्रोएम्प्स के क्रम पर अतिरिक्त करंट होता है। डिवाइस के नुकसान का कारण बनने के लिए पर्याप्त नहीं है, लेकिन एक आवेदन में बैटरी जीवन को गंभीर रूप से प्रभावित करने के लिए पर्याप्त है जो अन्यथा 5uA आकर्षित करेगा। कुछ चिप्स में डिजिटल इनपुट को निष्क्रिय करने के विकल्प हैं; यदि कोई इनपुट अक्षम है, तो उसे स्वतंत्र रूप से छोड़ा जा सकता है।