Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
CControls
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Jak czytać karty katalogowe układów scalonych?

ghost666 01 Lut 2018 22:22 3699 9
  • Jeśli projektujecie urządzenia elektroniczne, to z pewnością zetknęliście się z terminem, który często pojawia się np. w poradnikach - Karta Katalogowa (ang. datasheet). Może nie do końca wiecie jeszcze, co to jest, ale zważywszy na to, jak często używa się tego terminu, to na pewno coś ważnego. W poniższym krótkim poradniku dowiemy się, co to za dokument i jak go czytać.

    Karta katalogowa, czasami nazywana specyfikacją, jest dokumentem, który opisuje wszystkie cechy danego elementu elektronicznego lub modułu. Dostarczana jest przez producenta, któremu zależy, aby przekazać elektronikom wszystkie dane na temat ich produktu, ale także, aby elektronicy chcieli kupować jego elementy.

    Karty katalogowe różnią się poziomem skomplikowania. Prosty element pasywny, taki jak kondensator czy rezystor, opisany będzie na jednej..dwóch stronach. Z kolei skomplikowany mikrokontroler potrzebować może nawet ponad tysiąca stron. Oczywiście, nikomu realnie nie chce się czytać całej dokumentacji do każdego elementu, jaki wykorzystuje w swoim systemie, dlatego trzeba nauczyć się, jak czytać karty katalogowe i efektywnie nawigować po oceanie informacji.

    Po co nam karta katalogowa?

    Zanim w ogóle pobierzesz z Internetu kartę katalogową, koniecznie trzeba wiedzieć po co. Czy jesteś programistą, który chce oprogramować dany układ elektroniczny lub inżynierem elektronikiem, który projektuje urządzenie? A może po prostu starasz się zrozumieć, jak działa analizowane przez Ciebie urządzenie, aby na przykład je naprawić? W niektórych z tych sytuacji pewne sekcje karty katalogowej mogą być zupełnie nieistotne, a w innych krytyczne.

    Gdzie znaleźć kartę katalogową?

    Jeśli chcemy znaleźć kartę katalogową do naszego elementu, skorzystać możemy z Google. Wpisujemy w wyszukiwarce numer naszego elementu i dodajemy 'datasheet' na końcu. W większości przypadków to wystarczy, aby znaleźć potrzebny nam dokument. Upewnijmy się, że oznaczenia zawarte w pobranym PDFie odpowiadają tym na naszym elemencie, Google czasami podaje nieprawidłowe dane.

    Innym sposobem pozyskania karty katalogowej jest odnalezienie jej na stronie producenta. Czasami może to być bardzo problematyczne, ponieważ na stronach różnych producentów różna może być nawigacja i struktura układów. Jednakże korzystanie ze strony producenta jest jedyną metodą, że uzyskamy wszystkie informacje, jako że niektórzy wytwórcy układów elektronicznych potrafią dokumentację dzielić na kilka osobnych PDFów.

    Finalnie, trzecią metodą jest pobieranie karty katalogowej z strony dużego sklepu, takiego jak Digikey, Mouser czy TME. Jest to szczególnie przydatne na etapie projektowania i dobierania elementów elektronicznych do systemu. Nie dość, że można skorzystać z rozbudowanej wyszukiwarki sklepu, która pozwala dokonywać selekcji elementów podług szeregu ich parametrów, to jeszcze kartę katalogową pobiera się jednym kliknięciem.





    Jak wspomniano powyżej, niektórzy producenci do swoich elementów dołączają pojedynczy plik z dokumentacją, a inni karty katalogowe rozdzielają na kilka osobnych dokumentów. W takim przypadku zazwyczaj jeden dokument, z parametrami elektrycznymi, nazywany jest kartą katalogową, a pozostałe, dotyczące np. oprogramowania nazywane są inaczej: Instrukcja Programowania, Model Programowania, Instrukcja Referencyjna, szczególnie że tego rodzaju dokumenty często są wspólne dla szeregu układów z rodziny. Dodatkowo, pobierając tak złożoną dokumentację upewnijmy się, że pobraliśmy także erratę - zawarto w niej spis wszelkich poprawek wprowadzonych do dokumentacji już po jej opublikowaniu.

    Niektórzy producenci nie udostępniają publicznie swoich kart katalogowych. W ich przypadku często podpisać trzeba umowę o zachowaniu poufności (NDA). Zasadniczo od tego rodzaju producentów lepiej jest trzymać się z daleka, ale czasami może to nie być możliwe. Takie praktyki wskazują, że układ jest bardzo nowatorski i producent chce ukryć coś przed konkurencją, albo też chce coś ukryć przed użytkownikami - być może gorsze parametry niż obiecywane są w publicznych zapowiedziach. Nawet jeżeli chodzi tylko o tajemnicę handlową, to i tak prędzej czy później, to może negatywnie się na nas odbić.

    Anatomia karty katalogowej

    Pierwsza strona karty katalogowej układu to tak zwany brief produktu. Zawiera on w sobie wszystkie podstawowe cechy i najważniejsze parametry - napięcie zasilania, obudowa, itd. Przeczytanie tej strony daje nam odpowiedź, czy układ będzie spełniał nasze potrzeby. W tym miejscu znajdziemy też np. typowe aplikacje układu itp. Jeśli na tej stronie nie widzimy funkcji, jakie są nam potrzebne, to nie musimy marnować czasu na czytanie całego dokumentu.

    W tej sekcji dokumentu znajdziemy także status układu - preprodukcyjny, aktywny lub wycofany oraz datę wydania karty katalogowe. Dzięki temu możemy sprawdzić, czy nasz układ nie jest stary lub przygotowany do wycofania - często oznaczane to jest "not recommended for new designs", czyli nierekomendowany do nowych projektów. Uważajmy na to, bo wykorzystanie takiego elementu oznaczać może, że za rok już go nie kupimy w sklepach.

    Jak czytać karty katalogowe układów scalonych?
    Przykładowy brief mikrokontrolera STM32F407.


    Idąc dalej znaleźć możemy Informacje Aplikacyjne. W tej sekcji znajdziemy informacje o tym, jak producent rekomenduje wykorzystać jego układ. Zazwyczaj znajdzie się tam schemat podstawowej aplikacji tego układu w urządzeniu oraz inne potrzebne informacje, takie jak instrukcje doboru zewnętrznych elementów itp. Niektórzy producenci nawet wymieniają konkretne, kompatybilne elementy. Jeśli nie znajdziemy w karcie katalogowej takiej sekcji, to informacje te odszukać można w tzw. notach aplikacyjnych, które są osobnymi dokumentami poświęconymi dokładnie kwestii aplikacji.

    Kolejną sekcją jest opis maksymalnych fizycznych parametrów układu. Przykład takiej sekcji pokazano poniżej. Jak sama nazwa wskazuje - znajdziemy tutaj maksymalne parametry układu, których przekroczenie grozi uszkodzeniem elementu. Trzeba koniecznie dokładnie przestudiować tą sekcję tak, aby w aplikacji zagwarantować, że nie uszkodzimy naszego układu. Dla różnych typów elementów są to różne zestawy parametrów, więc ciężko opisać dokładniej, jak czytać tą sekcję.

    Jak czytać karty katalogowe układów scalonych?
    Przykładowa sekcja z maksymalnymi fizycznymi parametrami układu dla STM32F407.


    Gdy odczytujemy dowolne wartości liczbowe w karcie katalogowej dowolnego elementu, warto zwrócić uwagę, że wiele z nich zapisywana jest w postaci trzech liczb - minimalnej, typowej i maksymalnej wartości danego parametru. Warto zadbać, aby projektowane przez nas urządzenie pracowało w pełnym zakresie parametrów poszczególnych elementów.

    Porady końcowe

    Jeśli nie wiemy dokładnie, czego szukamy w tabeli z parametrami, to warto szybko prześledzić kolumnę z jednostkami. Jeśli szukamy np. czasu narastania sygnału na wyjściu układu, to szukajmy nanosekund.

    Warto także zwrócić uwagę, że poszczególne parametry układu podawane są dla pomiaru w konkretnych warunkach, np. przy danym zasilaniu, obciążeniu itp. Te warunki opisane są albo w tabeli obok elementu, albo w przypisach dolnych na danej stronie.

    Patrząc na rysunku technicznym przedstawiającym np. obudowę upewnijmy się, że patrzymy na element z dobrej orientacji (z góry lub z dołu). Zazwyczaj obudowy elementów rysowane są z góry, ale nie zawsze, więc sprawdzajmy, inaczej możemy się zdziwić za którymś razem.

    Jeśli poznajemy nowy układ i chcemy go zaprogramować, to dobrze jest wydrukować sobie część karty katalogowej, która dotyczy ważnych dla nas modułów. Pozwala to na robienie notatek, zaznaczanie ważnych rzeczy itp. Nie da się wszystkiego zapamiętać, więc dobrze jest robić sobie wszelkiego rodzaju notatki na później, gdy już zapomnimy o tych rzeczach.

    I ostatnie - przeglądając kartę katalogową używajmy często ctrl+f. Zadawajmy pytania karcie, a ona z pewnością nam odpowie. Szybko nauczymy się żargonu, jaki dany producent używa w kartach katalogowych i będziemy w stanie sprawnie wyszukiwać potrzebne nam informacje.

    Źródło: http://antoinealb.net/2018/01/11/how-to-read-a-datasheet.html

    P.S. Podobne kwestie opisywałem kilka lat temu tutaj - https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2318665.html - tylko w odniesieniu do typowych kart układów analogowych.


    Fajne! Ranking DIY
  • CControls
  • #2 02 Lut 2018 07:12
    marnowak
    Poziom 14  

    1. Digikey.
    2. Mouser.
    3. Alldatasheet.
    4. Google
    5. IHS, ale trzeba konto założyć.
    6. Producent- szczególnie dla kwarców.

    W artykule warto też wspomnieć co to jest MPN (Manufacturer Part Number) powszechnie stosowany w każdej fabryce produkującej elektronikę.
    W zasadzie stanowi on podstawę do przeszukiwania internetu w poszukiwaniu datasheet.

  • CControls
  • #3 02 Lut 2018 08:16
    winio42
    Poziom 18  

    Mi kiedyś inżynier aplikacyjny Analoga powiedział, żeby na pierwszą stronę patrzeć z przymrużeniem oka, bo więcej tam marketingu niż elektroniki :)

  • #4 02 Lut 2018 10:27
    onepiotr
    Poziom 24  

    datasheetcatalog.com
    datasheets360.com

  • #5 02 Lut 2018 20:29
    pawelr98
    Poziom 36  

    To że producent określa jakieś zastosowanie nie znaczy że rzeczywiście się do jakieś roli nadaje bądź nie.

    Wystarczy zobaczyć pierwszą stronę dokumentacji LM741.
    Co ciekawe jeżeli szukamy pod nazwą uA741 to mamy wśród aplikacji "Pro Audio Mixers".

    A jakie parametry ma 741 to większość ludzi wie.
    Stąd:
    "W tym miejscu znajdziemy też np. typowe aplikacje układu itp. Jeśli na tej stronie nie widzimy funkcji, jakie są nam potrzebne, to nie musimy marnować czasu na czytanie całego dokumentu."

    Traktuję z przymrużeniem oka.

    Pierwsza strona jest "marketingowa" gdyż przy wyborze większość ludzi nie ma czasu na czytanie całości.
    Podobnie robi się przy pisaniu CV. Trzeba przykuć uwagę czytającego tak aby zechciał się wczytać.

  • #6 02 Lut 2018 21:01
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    pawelr98 napisał:
    To że producent określa jakieś zastosowanie nie znaczy że rzeczywiście się do jakieś roli nadaje bądź nie.

    Wystarczy zobaczyć pierwszą stronę dokumentacji LM741.
    Co ciekawe jeżeli szukamy pod nazwą uA741 to mamy wśród aplikacji "Pro Audio Mixers".

    A jakie parametry ma 741 to większość ludzi wie.
    Stąd:
    "W tym miejscu znajdziemy też np. typowe aplikacje układu itp. Jeśli na tej stronie nie widzimy funkcji, jakie są nam potrzebne, to nie musimy marnować czasu na czytanie całego dokumentu."

    Traktuję z przymrużeniem oka.

    Pierwsza strona jest "marketingowa" gdyż przy wyborze większość ludzi nie ma czasu na czytanie całości.
    Podobnie robi się przy pisaniu CV. Trzeba przykuć uwagę czytającego tak aby zechciał się wczytać.



    Z jednej strony - masz rację, to marketing. Z drugiej strony, niedaleko tych aplikacji etc jest data powstania dokumentu: "NOVEMBER 1970". Myślę, że wtedy był bardzo pro.

  • #7 04 Lut 2018 17:10
    TomSzc
    Poziom 7  

    winio42 napisał:
    Mi kiedyś inżynier aplikacyjny Analoga powiedział, żeby na pierwszą stronę patrzeć z przymrużeniem oka, bo więcej tam marketingu niż elektroniki :)


    Mi powiedział podobnie inżynier aplikacyjny ST. Powiedział że musieli zmienić pierwsze strony datasheetów na bardziej marketingowe, ponieważ odstawali od konkurencji i negatywnie odbijało się to na sprzedaży.

    Wracając do głównego artykułu, niektórych rzeczy nie da się zaprojektować bez NDA i nie ma się czego bać, po prostu specyfika niektórych sektorów (sensory CMOS, wyświetlacze, telekom). Inna sprawa że czasami takie NDA wcale nie jest łatwo dostać. Uważać trzeba za to na nieoficjalne datasheety chronione przez NDA. Bardzo często są to bardzo wczesne wersje i dane w nich zawarte mogą się znacząco różnić od rzeczywistości. (np wiele sensorów CMOS omiivision - wersje dostępne "na internecie" się sporo różnią od oficjalnych i później w bibliotekach są komentarze typu - nie wiem czemu ale ten rejestr musi mieć taką wartość, inaczej nie działa ;) )

  • #8 04 Lut 2018 21:52
    133182
    Użytkownik usunął konto  
  • #9 08 Lut 2018 15:32
    exti
    Poziom 32  

    Ja do wyszukiwania układów scalonych (i nie tylko) korzystam z Octopart. To takie Google dla komponentów elektronicznych. Znajduje nie tylko karty katalogowe, ale też pokazuje dostępność danego układu/elementu u różnych dostawców razem z cenami.

  • #10 08 Lut 2018 16:21
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    exti napisał:
    Ja do wyszukiwania układów scalonych (i nie tylko) korzystam z Octopart. To takie Google dla komponentów elektronicznych. Znajduje nie tylko karty katalogowe, ale też pokazuje dostępność danego układu/elementu u różnych dostawców razem z cenami.


    Ja w tym celu korzystam z findchips.com :D