Groundbouncing

Der Begriff to bounce (engl. hochspringen, hochschnellen) meint, dass an der parasitären Induktivität zur GND-Verbindung eines Schaltkreises eine Spannung während Transistion von z..B. High nach Low Pegel induziert wird. Ein intern oder extern weiterführtes Signals, welches derart beeinflußt worden ist, kann natürlich mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Fehlfunktionen des gesamten Designs führen. Die Größe des Spannungshubs, oder Volp (Voltage Output High) ergibt sich angenähert aus der Gleichung Uind = L di/dt.

Je größer der Schaltstrom und je kürzer der Schaltzeitraum, desto größer wird die induzierte Spannung ausfallen. Vorallem beim Entwurf mit schneller CMOS-Logik, mit kürzesten Umschaltzeiten und großen Lasten, treten diese Probleme auf. Bedeutsam ist in diesem Zusammenhang auch die Anzahl der gleichzeitig schaltenden Ausgänge.

volv & volp

Der sogenannte Undershoot hängt von den Lastverhältnissen am Ausgang des Gatters ab. Parameter ist die kapazitive Belastung CL, die parasitäre Induktivität L und einer Wirklast R. Der Undershoot reduziert sich, wenn die kapazitive Last an einem Ausgang erhöht, oder die Induktivität am Ausgang verringert wird. In einem Design treten dehalb auf einem stark belasteten Bus eine geringe Störung durch overshoots auf, als wenn ein schnelles CMOS-Gatter nur mehrere CMOS-Eingänge zu treiben hat. Moderne schnelle CMOS-Bausteine besitzen spezielle Undershoot Filterschaltungen oder zusätzliche Transistoren die den Ground Bounce Effekt minimieren helfen.

Äußerlich sichtbare Merkmale optimierter schneller CMOS-Schaltkreise ist das sogenannter Center Pinout. Optimierte GND- und VDD-Verbindungen sollen im Gehäuse parasitäre Induktivitäten minimieren helfen.

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  • WayBackMachine: Standardlogik
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