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检查微控制器中的硬件错误以稳定PCB设计

排列用户手册的图形矢量

工程师们在制作DIY家具时不阅读手册是出了名的。我记得我花了20分钟才意识到我错过了一块应该在初始阶段插入的木制支撑。我又花了30分钟拆卸和重新安装一个多层架子,只是因为我跳过了手册。

在电子学方面,你别无选择,只能仔细阅读各种组件的手册和数据表。通常情况下,你在最终产品上会遇到一些小问题。然而,如果你忽略了一个标记为勘误表的重要文件,事情可能会变得非常糟糕。

微控制器中的硬件错误:勘误表文档

当处理一个复杂的设计时,可能需要几次迭代直到你得到一个完美的PCB.这同样适用于微控制器。错误确实发生在集成电路设计和生产流程这可能导致微控制器的行为与数据表中所述不同。

勘误表是一种文件,它通知硬件设计人员在特定的微控制器中发现的错误。它强调了受影响的微控制器版本和涉及的特定模块的具体细节。

在某些情况下,勘误表为微控制器硅的故障提供了一种变通办法。但在某些情况下,这些错误没有解决方案,如果您在设计之前跳过了勘误表,那么就会遇到大麻烦。

影响PCB硬件的勘误表中的常见问题

我的设计不同型号的微控制器我从来没有发现一个没有任何问题的。你知道他们怎么说的,总是为最坏的情况做打算,把惊喜留到事情比预期更好的时候。说了这么多,我从一个非常痛苦的教训中学到了勘误表的重要性。

当时,内置实时时钟(RTC)的微控制器越来越受欢迎,为外部RTC提供了一种节省空间的替代方案。我最不期望的是片上RTC在正常工作温度下的精度有问题。在原型制作过程中,这种不准确性并不是一个容易识别的问题。当部署了数百个生产单元时,这是一场运营噩梦的开始。

在勘误表中突出显示的一些问题可以通过固件来解决。其他可能会影响硬件和整个设计体系结构。以下是我在勘误表中遇到的一些问题。

1.RTC电池漏液。

在一个设计良好的电路中,连接到RTC的电池可以使用数年。我在其中一个微控制器上遇到了一个缺陷,RTC很快就会耗尽电池。更换电池需要几个月的时间。

象征着一个需要充电的空电池

RTC电池在几个月内的状态,被一个故障的微控制器耗尽。

2.GPIO (General Purpose Input Output)引脚故障

如果你不能用微控制器打开一个简单的LED,这是令人沮丧的。经过数小时的调试和故障排除后,您在怀疑是固件还是硬件之间左右为难。就我而言,结果是其中一个GPIO微控制器上的引脚是错误的,我已经从其他工作正常的引脚中选择了那个特定的引脚。

3.不准确的模数转换器。

在工业应用中,您依赖微控制器提供模拟输入的准确读数。内则不然模数转换器(ADC)受到相邻数字模块引入的噪声的影响。除了在设计中插入外部ADC转换器外,没有其他解决方法。

这些只是勘误表中会出现的一些问题。其他可能不会导致重大的硬件修改,但可能会限制微控制器的操作限制。

没有勘误表,就没有问题?

大多数微控制器都附有勘误表。但是,如果您似乎找不到勘误表文档,那么您所选择的微控制器很可能是新发布的芯片。这意味着你正在进入一个未知的领域,对前方的情况没有任何警告。

微控制器漏电和印刷电路板短路

没有勘误表,你永远不会知道微控制器是否会自爆。

我曾经被一个新发行的ARM9我匆忙地将它用于一个新的高价值项目。没有勘误表警告我,如果微控制器在接近最高工作温度时运行会崩溃。不用说,补救工作包括用不同的微控制器修改设计,数小时的代码移植和现场替换工作。

如果您有忽略勘误表的习惯,那么现在就开始研究文档,并在必要时修改您的设计。谢天谢地,在使用中OrCAD PCB Designer,我有工具来帮助快速修复我的设计,以及约束管理器来提前计划未来的编辑和董事会。

如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案,跟我们和我们的专家团队谈谈吧