Im Betrieb die Versorgungsspannung eines µC ändern?

[Stefan (Gast)]

Guten Abend,

bisher war mein Weltbild bez. der Spannungsversorgung von digitalen 
Schaltungen relativ klar, schwankt die Versorgungsspannung zu stark kann 
es sein das ein "niedriges" true nicht mehr als true erkannt wird oder 
ein "hohes" false bei sinkender Spannung plötzlich als true.
Daher dachte ich das man die Versorgungsspannung nicht einfach so 
umschalten kann bzw. ein µC im besten Fall in den Reset geht, sich im 
schlimmsten Fall nicht mehr deterministisch verhält.

Nun bin ich über folgenden Abschnitt im Datenblatt zum MCP1640 
gestolpert:

For applications that can operate directly from the battery input voltage during Sleep mode and
require a higher voltage during Normal Run mode, the MCP1640C device provides input to output bypass when disabled.
The PIC® microcontroller is powered by the output of the MCP1640C.
One of its I/O pins is used to enable and disable the MCP1640C to control its bias voltage. While
operating in Sleep mode, the MCP1640C input quiescent current is typically less than 1 uA.

(Figure 6.1)

Können das nur bestimmte PICs, alle PICs, die meisten oder gar "alle" 
µC?
Hat das Feature einen Namen nach dem man googeln kann?

Die Frage ist eher Interesse halber, eine konkrete Anwendung sehe ich 
grade nicht auch wenn das bei einem ultra low power design sicher 
praktisch wäre.

Dank im voraus,
Stefan

[Frank K. (fchk)]

Stefan schrieb:

> bisher war mein Weltbild bez. der Spannungsversorgung von digitalen
> Schaltungen relativ klar, schwankt die Versorgungsspannung zu stark kann
> es sein das ein "niedriges" true nicht mehr als true erkannt wird oder
> ein "hohes" false bei sinkender Spannung plötzlich als true.
> Daher dachte ich das man die Versorgungsspannung nicht einfach so
> umschalten kann bzw. ein µC im besten Fall in den Reset geht, sich im
> schlimmsten Fall nicht mehr deterministisch verhält.

CMOS-Schaltungen haben einen ziemlich weiten Spannungsbereich, in dem 
sie funktionieren. Die Schaltschwelle (Vcc/2) passt sich automatisch an, 
die Schaltgeschwindigkeit sinkt mit fallender Versorgungsspannung. Schau 
mal ins Datenblatt eines 74HC* oder 40*.

Das gilt nicht für TTL-Bausteine (74* ohne weitere Kennung, 74LS*, 74S*, 
74F*).

> Können das nur bestimmte PICs, alle PICs, die meisten oder gar "alle"
> µC?

Sinnvoll nutzen kann man das bei allen Controller, bei denen man im 
Betrieb die Taktfrequenz umschalten kann. Das sollte bei allen 
PIC18/24/32 und dsPIC30/33 gehen, bei den meisten AVRs hingegen nicht 
(hier wird die Taktquelle per Fuse beim Programmieren festgelegt).

Dein PC wird das im übrigen auch machen, sofern der nicht älter als etwa 
10 Jahre ist.

fchk

[Stefan (Gast)]

Ich war in Gedanken bei DRAM und habe verallgemeinert. Das sonstige 
Logik das einfach mit macht hätte ich nicht gedacht.

Beim AVR ist es wohl eine Frage ob die im Datenblatt angegebene 
Abhängigkeit von Takt zu Versorgungsspannung für den Takt vor oder nach 
dem Prescaler gültig ist.
Da die Kennlinie für die Abhängigkeit des internen 8Mhz von der 
Versorgungsspannung allerdings bis ~1,8V (tiny261a) runter geht gehe ich 
davon aus das es um den Takt hinter dem Prescaler geht.

Danke für die schnelle Antwort!
Stefan

P.S.: Das was in PCs passiert ist eh Voodoo!

[pic (Gast)]

Bei Pics darf generell (es gibt Ausnahmen) die Spannung runter auf 1.5V
im Sleepmodus.

[Frank K. (fchk)]

Stefan schrieb:

> Beim AVR ist es wohl eine Frage ob die im Datenblatt angegebene
> Abhängigkeit von Takt zu Versorgungsspannung für den Takt vor oder nach
> dem Prescaler gültig ist.

Die etwas älteren AVR-Typen haben das Prescaler-Register CLKPR nicht.

fchk

[Piefke (Gast)]

Als Programmer nutze ich einen Eigennachbau vom AVR Lab Tool von 
Christian Ulrich mit einem ATmega8. Das funktioniert seit Jahren ohne 
Probleme. Ich habe da einen Schalter zum Wechseln der 
Versorgungsspannung zwischen 5V und (c.a.) 3,3V mit eingebaut, und den 
kann ich im Betrieb problemlos betätigen. Das Teil läuft übrigens mit 
einem 12MHz-Quarz und es hat bisher auch  keinen Unterschied gemacht, ob 
ich da einen ATmega8 (erstes Exemplar) oder einen ATmega8L (Ersatzgerät) 
eingebaut habe.
Es wäre mal interessant, während des Programmiervorgangs umzuschalten.

[Peter D. (peda)]

Stefan schrieb:
> Können das nur bestimmte PICs, alle PICs, die meisten oder gar "alle"
> µC?

Schon 1993 konnte der AT89C2051 an 2,7..6,0V Weitbereich arbeiten.
Und 1,8..5,5V können z.B. die AVRs.
Allerdings muß man bei kleinen Spannungen mit langsameren Takt arbeiten. 
Deshalb werden die AVRs ab Werk mit 1MHz getaktet.

Höher integrierte MCs (ARM) wollen dagegen einen engen Spannungsbereich 
(3,0..3,6V). Batteriebetrieb ist da ohne Spanungsregler nicht möglich.

Standard CMOS-Logik (CD4000-Serie) können sogar 3..18V, also ein Bereich 
von 6:1.


Peter