simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab
Este es un ejemplo simplificado de un GPIO push pull que se encuentra en la mayoría de los microprocesadores, con una carga conectada.
Utilizando los valores de capacitancia y corriente de la hoja de datos que se suele dar en la hoja de datos de un microprocesador, ¿cómo se puede calcular el tiempo de subida?
Para ello, y si tienes acceso a él, es mejor que utilices modelos IBIS para la célula de E/S.
El IBIS no sólo permite modelar el tiempo de subida y de bajada, sino que también incluye la modelización de los diodos ESD, lo que hará que sus simulaciones sean mucho más precisas (véase el diagrama de la Fig. 9).
Por desgracia, este tipo de datos no suele estar disponible para los cálculos manuales. Algo así como un Convertidor IBIS -> SPICE podría ayudar, pero aún así no te daría cálculos a mano.
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Me he dado cuenta de que no había una buena pregunta sobre el cálculo de los tiempos de subida, así que he creado una. Voy a responder si nadie más lo hace.
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¿Qué representan R1 y C1?
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La capacitancia GPIO y la resistencia de línea (que en la mayoría de los casos es despreciable).
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Buena idea pero, para que valga la pena, hay que rellenar mucho más la pregunta antes de pensar en la respuesta. Orienta a los nuevos carteles sobre cómo debe ser una pregunta decente.
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¿También descuidas a Rdson?
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Trivialmente, para un FET que conduce un condensador, la velocidad será gm/C.
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¿Estás diseñando el puerto GPIO a nivel de transistor o quieres utilizar un dispositivo comercial? En este último caso, facilítanos un enlace a la hoja de datos del dispositivo. En el primer caso, facilite información sobre los parámetros del transistor. ¿Nos preocupan los efectos de canal corto?
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Esto no es una respuesta a cómo calcularlo, pero algunas hojas de datos como por ejemplo las hojas de datos STM32 contienen esos valores porque estos microcontroladores pueden tener interfaces rápidas como RMII donde los valores son importantes, pero algunos otros como las hojas de datos AVR no contienen los valores. Para STM32 estos valores se definen de múltiples maneras, como a que voltaje de alimentación y con que carga capacitiva y fuerza de accionamiento de los pines IO se puede alcanzar una cierta velocidad de subida/caída entre que voltajes altos y bajos. Otra forma en la que lo definen es que indican la frecuencia de onda cuadrada máxima alcanzable en una carga dada.
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¿Cuál es la velocidad de transición de salida de un dispositivo lógico?
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@CL. Sip, eso, incorporado con la carga para encontrar el tiempo de transición más rápido tanto para el puerto como para la carga.
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Los MOSFET transitan entre las regiones de saturación y óhmica durante la conmutación y no suele haber mucha información sobre la primera región en la hoja de datos de un chip digital. Puedes hacer estimaciones, pero depende de si te preocupa que la conmutación sea demasiado lenta o demasiado rápida (por ejemplo, por cuestiones de EMI). Deberías añadir tiempos "máximos" o "mínimos" a la pregunta.
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"Utilizando los valores de capacitancia y corriente de la ficha técnica que se suele dar en la ficha técnica de un microprocesador, ¿cómo se puede calcular el tiempo de subida?". de la misma forma que lo calcularías en cualquier otro circuito con corriente y capacitancia. Pero muchas hojas de datos de MCU no proporcionan esta información.