74HC / HCT: cosa fare con gli ingressi non utilizzati e perché?

Se sto usando un IC nella famiglia 74HC o 74HCT e non sto usando tutti i pin di input, capisco che dovrei non lasciarli scollegati perché galleggia. Ma cosa dovrei fare esattamente con loro e quali sono i pro e i contro delle diverse opzioni?

Ad esempio, se sto usando il 74HCT08, che ha quattro porte AND e sto usando solo due porte, cosa dovrei fare con gli ingressi delle altre due porte?

Ho visto vari consigli in vari luoghi, come ...

• collegali direttamente a Vcc
• collegarli direttamente a GND
• collegarli a Vcc tramite un resistore pull-up
• collegarli a GND tramite un resistore pull-down

Quali sono i pro e i contro di ciascuna di queste opzioni? Quale opzione è la migliore per stabilità e basso consumo energetico?

Vi sono alcune considerazioni che non sono state menzionate in altre risposte.

1. A volte l'input inutilizzato svolge un ruolo importante nella logica della parte. Un esempio potrebbe essere un gate a 4 input in cui vengono effettivamente utilizzati solo 3 input. In questo caso il livello logico a cui si collega l'ingresso non utilizzato deve essere selezionato correttamente, altrimenti la funzione logica delle funzioni utilizzate non funzionerà.
2. In alcuni segmenti aziendali / industriali è necessario testare tutte le funzioni di ciascuna parte sulla scheda anche se non vengono utilizzate. Questo viene fatto per garantire che alcuni guasti nascenti in un chip non espongano a una maggiore possibilità di guasto catastrofico della parte. L'aggiunta di pull up o pull down su ogni pin inutilizzato consente alle apparecchiature di test automatizzate di attivare / disattivare i pin che sarebbero impossibili se fossero fortemente legati a VDD o GND.
3. Ci sono casi in cui è utile tenere a disposizione cancelli inutilizzati per possibili rielaborazioni future per modificare il design in caso di bug trovati, è necessario invertire o combinare segnali o altro. I perni fortemente legati a VDD e GND sono molto più difficili da rilavorare, quindi i pull up o pull down aggiunti forniscono i pad di accesso per la rilavorazione.

La risposta predefinita per gli ingressi CMOS è collegarli direttamente a terra o all'alimentazione. Lascio che il routing imponga quale. Se non importa, collegali a terra.

Probabilmente inizierei con tutti loro collegati a terra nello schema, quindi potrei passare un po 'di energia durante il routing se rende le cose più facili. Se si dispone di un piano di massa, allora la rete è la rete a cui è possibile connettersi causando la congestione del percorso aggiuntiva minima.

In alcuni casi, è possibile collegare gli ingressi alle uscite. Ad esempio, unire tutti e tre i pin di un gate AND. Può finire in uno dei due stati stabili, ma non ti interessa quale. Il vantaggio di ciò è probabilmente una minore congestione del routing, soprattutto se i tre pin sono uno accanto all'altro.

Ovviamente questo trucco per legare gli ingressi alle uscite non funziona con le porte che si invertono. Quindi potresti creare un oscillatore o finire con gli ingressi fluttuanti alla tensione peggiore assoluta per la dissipazione di potenza.

aggiunto

Tutto questo è stato supponendo che si tratti di input per cancelli totalmente inutilizzati, che è quello su cui ho interpretato la domanda. La polarità degli ingressi non utilizzati alle porte utilizzate può certamente importare, e quindi potresti non avere la possibilità di scegliere se l'ingresso deve essere legato alto o basso. Ad esempio, se si utilizzano solo 3 ingressi di un gate AND a 4 ingressi o NAND, il quarto ingresso non utilizzato deve essere collegato in alto affinché il gate funzioni come previsto. Allo stesso modo, gli ingressi non utilizzati alle porte OR o NOR utilizzate devono essere collegati in basso.

Non è necessario collegare gli ingressi CMOS con resistori alti o bassi. Questo non è perché gli ingressi CMOS hanno resistori in serie integrati, perché non lo sono. È perché nessuna corrente di picco elevata scorrerà né alcun danno causato dal mantenimento di un ingresso CMOS a livello di alimentazione o di terra, anche durante l'accensione.

Connetti a Vcc o GND. Non fa differenza. Senza carico sulle uscite, la corrente nei transistor interni sarà circa la stessa.

Oppure usa un pullup o un pulldown: di nuovo fa poca differenza, con la condizione che userai più parti del necessario e se la resistenza non si apre, gli ingressi flottanti possono causare sintomi sconcertanti che saranno tanto più difficili da rintracciare poiché "ovviamente" non è necessario controllare le porte inutilizzate. Parlo per esperienza quando dico che un gate inutilizzato può produrre sintomi mistificanti sull'output di un gate usato nello stesso pacchetto.

Le tecniche di pullup / pulldown sono in gran parte postumi di una sbornia di precedenti famiglie pre-CMOS.

Non importa quale delle opzioni scegliate, tutto farà ciò che è necessario nel 99,99% dei casi. E in quello 0,01% dei casi che questo non è vero, lo saprai e avrai buone ragioni per fare qualcosa di diverso. Non riesco a pensare a nessun esempio in cui questo sarebbe il caso.

L'uso di un resistore è inutile poiché gli ingressi logici CMOS sono molto ohmici, quindi non ci sarà alcun flusso di corrente.

Ciò lascia la connessione a terra o l'alimentazione come le uniche opzioni, quale scegli tu non importa, qualunque cosa sia più conveniente.

I circuiti logici CMOS utilizzano la corrente solo quando cambiano stato, quindi è necessario applicare uno stato fisso sugli ingressi. Che sia zero, uno o una combinazione di entrambi non ha alcuna importanza.