PCB板设计时一个核心问题电源上电的详细资料分析.doc
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1、PCB板设计时一个核心问题电源上电的详细资料分析我们在设计板子的时候,往往注意那些看起来比较核心,比较关键的部分,对于那些边边角角的地方可能不够注意,但是这些地方往往带来灾难性的后果。比如说电源的上电时序,我们需要注意系统电源的上升时间,很多人不理解,上电就上电啊,为啥一定规定上升时间?告诉你,这里面处理不好,问题可就大了。下面举个例子:很多简单的基于MCU的产品采用下面的方式来做Reset,这样做行不行呢? 当然可以, 为什么呢? 因为那么多产品都这么做了,也没有听说过有什么问题,当然OK啦。今天我们就来用最简单的方式来描述这个究竟会不会有问题。首先我们来看理想情况下的上电复位是什么情况:当
2、VCC到达MCU的工作电压阈值的时候,MCU开始工作,复位信号20ms以后拉高,Perfect!问题是现实和理想总是有距离的,我们先来看看采用上图RC充电的复位方式会得到什么样的波形:我们可以看到即便当VCC上电完美的时候,我们也需要确保Reset充电充到Vih的时候,时间要大于20ms,可是现实真的如此吗?可惜理想和现实还有一点距离,请看上面这张图,从VCC上电到达工作电压阈值,到Reset慢慢充电到达Vih,这段时间就是我们需要的复位时间,可是这种情况其实很脆弱,假设VCC上升沿时有台阶或者倒钩怎么办?哈哈,第一个问题出现了:1.复位时间变短我们可以看到,VCC上电时,第一次到达阈值电压后
3、, 芯片已经开始工作,也就是开始复位了,可是偏偏电源不争气, 又倒回来回到阈值以下,所以复位的时间只能从VCC第二次上升到阈值电压开始算, 那么可以明显看到复位时间变短了,因为每一个芯片对复位的时间是有要求的, 如果复位时间不够,带来的后果是每次上电不一样, 有时候起来,有时候起不来,高低温测试时情况可能会更糟糕。2.快速热插拔当用户快速拔出然后插入电源时,VCC上会有一个跌落, 但是这个跌落由于阻容RC的平滑作用, 在Reset上并没有得到足够深的跌落,由于VCC的跌落把MCU内部已经搞乱了,但是复位信号却没有起作用, 芯片会产生lock out或者latch up。在产品的使用过程中,很常
4、见的现象是,很多人会快速插拔一下电源,结果导致的现象是起不来了,只有再次拔出电源,然后稍等一会儿再插入电源才行。这种快速热插拔导致的问题,在我原来C公司的ASR*系列路由器上导致I2Cexpander lockout,此问题出现在已经销售出去的产品上, 而且软件解决不了,所以引发的后果是非常严重的,至于为什么EVT没有测试出来,这个可以理解的,因为只有样本多了,才会出现林子大了什么鸟都有的故事。3.电源上出现Glitch这种情况在系统工作过程中,如果受到外界的干扰或者电源太烂,VCC有时候会出现Glitch,此时如果有专门的POR芯片来trigger Reset,那当然没问题了,可惜我们使用的
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