PDFをダウンロードパワーオン・リセットはじめに多くのICは、パワーオン・リセット(POR:Power-onReset)回路を搭載することにより、電源を投入した際、アナログ部、デジタル部が既知の状態に初期化されることを保証しています。達するまでデバイスをスタティックな状態に保つために、ICの内部でリセット・パルスを生成します。この閾値電圧は、データシートに記載されている最小電源電圧とは異なることに注意してください。電源電圧が閾値に達したら、ICが内蔵するPOR回路がリセット信号を送信し、ステートマシンがIC自身を初期化します。ICは初期化が完了するまで、送られてきた何らかのデータを含めてあらゆる外部信号を無視します。唯一の例外は、リセット・ピンに入力されるリセット信号だけです。これが存在する場合には、IC内部でPOR信号にゲーティングされます。POR回路は、図1に示すようなウィンドウ・コンパレータとして表すことができます。比較に使用する閾値電圧VT2は、ICの動作電圧とプロセス・ジオメトリに基づいて回路を設計する際に定義されます。一般に、コンパレータのウィンドウはデジタル電源のレベルによって定義されます。アナログ部の制御はデジタル部が行いますが、図2に示すように、デジタル部が完全に動作するために必要な電圧は、アナログ部が機能するために必要な最小電圧とほぼ同じになります。閾値電圧VT2が高いほどアナログ部にとっては好都合ですが、推奨電源電圧の最小値に近づけすぎると、電圧が少し低下しただけで誤ってリセットしてしまう可能性があります。デバイスにアナログ電源とデジタル電源が独立して設けられている場合、誤動作を避けるための方法は、POR回路を1つ追加し、動作が保証される十分なレベルに電源電圧が達するまでデジタル部とアナログ部の両方をリセット状態に保つというものです。電源電圧が3VのICの場合に、VT1≒0.8V、VT2≒1.6Vにするといった具合です。上記の電圧値は、製造プロセスや設計上の何らかの違いによって変更しなければならないかもしれませんが、それでも合理的な値であることは確かです。閾値の許容誤差は20%以上、旧来の設計では最大で40%にも上ることがあります。許容誤差が大きいと、消費電力に影響が及びます。PORは常時有効でなければならないので、精度と消費電力の間で必ず生じるトレードオフが重要になります。機能的にはまったく違いがなくても、精度が高いほどスタンバイ・モードにおける回路の消費電力が多くなるからです。Detector)が付加されている場合があります。BODは、予期せず電圧が短時間低下した際、リセット機能が働いてICが誤動作を起こしてしまうのを回避するためのものです。具体的には、BODによって、POR用に定義された閾値電圧に300mV程度のヒステリシスが追加されます。図3に示すように、BOD回路は、電源電圧がVT2を一度超えた後は、閾値VBODよりも電源電圧が低くならない限り、POR回路からリセット・パルスが生成されないことを保証します。よる効果BODの閾値は、機能を保証できるほどには高くありませんが、デジタル回路において情報を保持できることを保証するには十分なレベルの高さです。このため、電源電圧が一定のレベルを下回ったらコントローラによって動作を停止することができ、ごく限られた時間だけ電源電圧が低下した場合には、IC全体を再度初期化する必要はありません。実際のPOR回路は図1に示した回路よりも複雑です。抵抗の代わりにMOSトランジスタが使用されるといった具合です。このため、寄生素子のモデルについても考慮しなくてはならないほか、POR回路には起動用のパルスを生成するための回路が必要です。そのような回路は特定の条件下では正しく動作しない可能性があるので注意が必要です。次に、上記以外の重要な検討事項について説明します。印加する電源電圧は単調に増加するように注意することが重要です。電圧の上昇が単調ではない場合、閾値の付近で増減が生じることによって問題が発生する恐れがあります。閾値の付近で大きな増減が生じると、非単調性の同一シーケンスによって、あるデバイスでは機能が働くのに、他のデバイスでは機能が働かないといったことが起こり得ます(図4)。Voltage)が保持されているというケースがあります(図5)。電源電圧が必ずVT1より低下するように、残留電圧はできるだけ小さくする必要があります。しなければPORが正しく機能しません。ICは正しく初期化されないということです。複数の電源ピンを備える製品の場合、推奨される電源投入シーケンスがデータシートに明記されていることがあります。この場合、記載されたシーケンスに従うことが重要です。2つの独立した電源を備えるICがあったとすると、恐らく電源投入シーケンスとしては、アナログ電源よりも先にデジタル電源を投入することが求められます(アナログ部の制御はデジタル部によって行うので、デジタル部の電源を先に投入するのが一般的)。アナログ部、デジタル部ともに必ず最初に初期化することも必要です。どちらの電源電圧が先に上昇し始めてもかまいませんが、アナログ電源よりも先にデジタル電源が閾値を超えるようにしなければなりません(図6)。s程度であればほとんど影響はなく、ICは正しく初期化されるはずです。推奨される電源投入シーケンスIC内部のトランジスタには寄生容量が存在します。これらが原因で、電源電圧が100ms程度かけて緩やかに上昇する場合には問題が生じる可能性があります。POR回路は、電源に関する通常の条件の下で正しく動作することを保証するために、さまざまなスルーレートで評価されます。s以下で)増加する必要がある場合には、データシートにその旨が記載されます。基板から電源までの間が細いケーブルで接続されているなど、グラウンドへの接続が不適切なケースがあります。した場合、グラウンドのインピーダンスが高くなり、電源を投入した際にグリッチが生じる可能性があります。一部の電磁環境では、MOSトランジスタのゲート容量(寄生容量)に電荷が蓄積されることがあります。それが放電されるまでの間にトランジスタが誤動作し、結果としてPORによる初期化が失敗する恐れがあります。ドリフトや許容誤差についても考慮しなければなりません。コンデンサなどのディスクリート部品は許容誤差が大きく(最大40%)、温度/電圧/時間によるドリフトも大きいことがあります。VT1が室温では0.8Vであったとしても、-40°Cでは0.9V、105°Cでは0.7Vになるかもしれないということです。まとめ本稿では、ICの電源投入に関して、システムの問題につながる恐れのある一般的な問題について説明したほか、ICが正しく初期化されることを保証するための基本的な方法を示しました。見落とされがちなことですが、電源電圧については、その最終的な値の精度と過渡的な動作の両方が重要です。Merinoは、2008年にアナログ・デバイセズに入社しました。スペインのバレンシアでリニア/高精度技術グループに所属するアプリケーション・エンジニアとして業務に携わっています。バレンシア大学で電子工学の学位を取得しています。Junejaは、アナログ・デバイセズのCADエンジニアです。AMSの検証、ビヘイビア・モデリング、AMSの設計におけるESD保護を担当しています。2010年にインド工科大学バラナシ校で電気工学の学士号を、2012年にインド工科大学カラグプル校で計装工学の修士号を取得しています。日本語アナログ・デバイセズは、ウェブサイトの利便性を向上させるためにCookieを使用しています。弊社の会員サービスへ安全にログイン頂くための必要不可欠なCookieと、機能性を高めウェブサイトを最適化するためのCookieがあります。ウェブサイト上での活動データの収集は、弊社の製品およびサービスを改善するために使用されます。当サイトが提供できる最高のパフォーマンスと機能をお使いいただくために、クッキーを承認することをお勧めします。クッキーの詳細をご覧ください。プライバシーポリシーの詳細はこちらをご覧ください。承認して続ける承認して続ける使用されるCookieは、次のように分類されます。必要不可欠なCookie:analog.comの閲覧に必要、または機能的に提供される特定のCookieです。顧客情報をネットワーク送信するという目的に使用されます。お客様が要求するオンラインサービス(技術問合せ送信や、オンラインでの製品購入など)を提供するために必要不可欠です。分析/パフォーマンスCookie:これらのCookieにより、訪問者の数を認識してカウントし、訪問者がWebサイトをどのように移動するかなど、ウェブ分析またはその他の形式の情報を測定できます。これにより、たとえばユーザーが探しているものを簡単に見つけられるようにウェブサイト上のリンクを設定/調整するなど、ユーザビリティの改善に役立ちます。機能的Cookie:これらのCookieは、お客様が当社のウェブサイトに戻ったときにお客様を認識するために使用されます。これにより、コンテンツをパーソナライズし、個人設定(言語や地域の選択、会員サービスへのログイン情報など)を記憶することができます。これらのCookieの情報が失われると、サービスが機能しなくなる場合がありますが、ウェブサイトが機能しなくなることはありません。ターゲティング/プロファイリングCookie:これらのCookieは、当社のWebサイトへのアクセス、およびサービスの使用、アクセスしたページ、追跡したリンクを記録します。この情報を使用して、ウェブサイトとそこに表示される広告を顧客の興味に関連するものにします。その目的のためにこの情報を第三者と共有する場合があります。時間のないエンジニアの皆さんのために、セミナー情報や興味のある製品に関連したさまざまな技術情報を集めてタイムリーにお届けします。AnalogDialogueなどもご紹介しています。