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Kdms勉強会(open drain)

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Kdms勉強会(open drain)

  1. 1. KDMS勉強会資料(第一回) オープンドレインを学ぶ 株式会社パソナテック 西日本エンジニアリング事業部 夏谷
  2. 2. アジェンダ  C-MOSの基本動作     オープンドレイン      スイッチのON/OFF 電流の流れる向き なぜ、出力同士をショートさせてはいけないか ? オープンドレインとオープンコレクタ オープンドレインの特徴 オープンドレインの使いどころ データシート例 まとめ
  3. 3. アジェンダ  C-MOSの基本動作     オープンドレイン      スイッチのON/OFF 電流の流れる向き なぜ、出力同士をショートさせてはいけないか ? オープンドレインとオープンコレクタ オープンドレインの特徴 オープンドレインの使いどころ データシート例 まとめ
  4. 4. スイッチのON/OFF 一般的なC-MOSデバイスの出力部 分 トーテム ポール 等価回路 Vdd Vdd 出力 ゲート 出力 ドレイ ン Wikipediaから ソース GND GND トーテム・ポール出力(省略して TP) Check:データシートに出ます
  5. 5. 電流の流れる向き ①H出力 Vdd Vdd 出力 Hの場合は、出力から入力 に電流が流れる。 はきだしという表現を使う 入力 基板 GND GND ②L出力 Vdd Vdd 出力 入力 基板 GND GND Lの場合は、入力から出力 にに電流が流れる。 シンク、吸い込み、Lに引 っ張るという表現を使う。 Check:データシートに出ま す Check:打ち合わせに出ます
  6. 6. なぜ、出力同士をショートさせてはいけないか Vdd Vdd ON 出力 出力 OFF 基板 GND GND Vdd Vdd OFF 出力 出力 ON GND VddからGNDへ大電流が流れる。 →デバイス壊れる! GND
  7. 7. アジェンダ  C-MOSの基本動作     オープンドレイン      スイッチのON/OFF 電流の流れる向き なぜ、出力同士をショートさせてはいけないか ? オープンドレインとオープンコレクタ オープンドレインの特徴 オープンドレインの使いどころ データシート例 まとめ
  8. 8. オープンドレインとオープンコレクタ オープンドレインの出力部分 Vdd TP出力Hの出 力部分が無い コレクタ 出力 ドレイ ン ゲート ベース エミッタ ソース トランジスタの場合 GND オープンドレイン出力の時、TP出力のHを出力する部分が無い。 ドレイン端子が開放されているので、オープンドレインと呼ぶ。 トランジスタで同じ構成の物をオープンコレクタと呼ぶ。 打ち合わせの場では、同じ意味で使われることがある。 Check:打ち合わせに出ます
  9. 9. オープンドレインの特徴 Vdd R 信号線をHにする ために、プルアッ プ抵抗が必要 基板 GND オープンドレイン出力は、Lの出力しかできない。 信号線をHにするためにはプルアップ必要 立ち下がりは急激だが、立ち上がりはゆっくり 基板上の波形
  10. 10. オープンドレインの使いどころ1 双方向信号 Vdd R 基板 GND GND お互いにLにしか引っ張れないので、出力同士がぶつかっても大 丈夫。 I2Cなど、少ない信号線で双方向のI/Fを実現したいときに使う。 基板上のプルアップを忘れがち。
  11. 11. オープンドレインの使いどころ2 ワイヤードOR 割り込み 1 Vdd GND R 割り込み2 割り込み 1~ 割り込み3までの、ど れか一つでもLになる と、基板上の信号がL になる。 ロジックICを使わず に配線だけでORを実 現しているのでワイ ヤードORと呼ぶ。 GND 割り込み3 基板 GND Check:打ち合わせに出ます ORじゃなくてANDじ ゃね?という気もしま す。 ワイヤードANDでも良 いのですが、一般的に はワイヤードORでこ の回路をさします。
  12. 12. オープンドレインの使いどころ3 電圧変換とドライブ能力 ①電圧変換 5V 3.3V系 5V系 R ②ドライブ能力増 強 5V 8mA R 基板 GND 8mA GND LED 基板 16mA 3.3V系から、5V系への変換など リセット回路でまれにみる。 GND 復習 二つのオープンドレイン出力を 基板上でショートさせることで、 ドライブ能力を増やせる。 知識としてはあった方がよいが、実際に使う時はよく検 討すること。おそらく必要ない。
  13. 13. データシートの例 表13 XCFxxSのピンの名前と説明 OE/RESET信号はオープンドレインなの で、プルアップが必要 図6 マスタシリアルモードによるコンフィグレーション Xilinx社のデータシート DS123(v2.16)から
  14. 14. アジェンダ  C-MOSの基本動作     オープンドレイン      スイッチのON/OFF 電流の流れる向き なぜ、出力同士をショートさせてはいけないか ? オープンドレインとオープンコレクタ オープンドレインの特徴 オープンドレインの使いどころ データシート例 まとめ
  15. 15. まとめ  C-MOSデバイスの出力はTPが基本   オープンドレインはLに引っ張ることしか できない     出力同士をぶつけるとデバイスが壊れる 双方向の信号に ワイヤードORに 電圧変換やドライブ能力の強化 基板上のプルアップ忘れずに
  16. 16. 質問コーナー   何かあればどうぞ 次回の希望とか  次回予定       電気回路基礎 次 オシロスコープ(デジタルストレージ)につい て 高位合成ツールについて(やや古) 高速シリアル通信について(難) FPGAを速く動かすテクニック(難) 俺が発表したいとか

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