广告

关于电源完整性的一课

2020-06-17 15:13:05 Rich Quinnell 阅读:
我们正试图在无线电通讯监控系统中添加一个远距数据输入和显示单元,该系统最近进行了修改,以利用新的8位微处理器技术。我们找到了看似完美的解决方案…但一切不像“想的那么简单”…

我们正试图在无线电通讯监控系统中添加一个远距数据输入和显示单元,该系统最近进行了修改,以利用新的8位微处理器技术(是的,这是很久以前的事了)。我们找到了看似完美的解决方案:一个新发布的4字符(four-character)、16段字母数字显示设备,其内建板载ASCII译码器和字符储存ASIC。设备可以很容易地级联以获得所需的字符长度,有了这种通用且易于组装的程序代码(如我之前说过的),该显示设备接口所需的所有远距单元都是可电源供电和具有读/写功能的8位平行数据读/写控制。2ALednc

2ALednc

Litronix DL1416 4位字母数字显示器于1977年推出。(图片来源:The Vintage Technology Association)2ALednc

除了一个明显的例外,该显示单元出色地实现了所有运作目标。不过,显示设备有时会突然烧坏,从而使覆盖在板载ASIC上的环氧树脂块起泡并散发出“魔法烟雾(Magic smoke,又称魔法气体、青烟,是电路或电子组件被烧毁时冒出的气体的幽默说法)”。且显示设备损坏的时间点似乎没有一定频率或原因,似乎与我们系统当时所做的任何事情都不相关。因此,我们咨询了制造商,以查看其第一代产品中是否存在可靠性问题。2ALednc

事实证明,问题主要出在我们身上,因为我们无意中触发了供货商ASIC设计中的漏洞。产品数据表中的警告提示中提到:“强烈建议显示器和与显示器连接的零件接口接口由同一电源供电,以避免逻辑输入高于VCC。”制造商向我们承认,此警告的原因是CMOS ASIC的输入保护二极管在实现上存在缺陷。如果输入讯号超过电源电压超过半伏特,则可能触发保护二极管中的SCR闩锁状态,从而使ASIC中的VCC接地。2ALednc

驱动我们的远距单元的主机系统只有一个电源为远距单元和主机单元中的接口芯片供电。从表面上看,这似乎符合准则——所有相关设备的共同供电,我们没有意识到的是我们的布线没有在远距单元保持这种关系。2ALednc

不过,讯号线并没有太大的噪声问题。讯号在线的噪声干扰本身没有足够的能量来触发闩锁, 问题出在远距单元的电源完整性上。2ALednc

远距单元的电源需求导致通过电缆的电源电压出现可测量的IR下降,尽管不足以给该单元的CMOS电路带来不便。另一方面,讯号线几乎没有看到IR下降。 因此,如显示器所见,讯号始终处于略高于电源的电压。偶尔,远距单元的电流需求激增(以及电缆IR压降的相应增加)与讯号在线的噪声尖峰同时发生,足以触发闩锁。2ALednc

透过重新设计远距元以在显示器上缓冲输入讯号线,能够确保显示器看到的讯号和电源电压相同。解决问题和得到的教训:密切关注电源,而不仅仅是讯号。2ALednc

上述事件最后的涟漪。几年后,我换了工作,在新公司的第一天就面临的挑战——新设计的显示面板装置自发燃烧的困扰。是的,相同的设备,相同的远距供电和讯令。2ALednc

我实时解决他们问题的方法不仅可以确保我在那里的声誉,这个经验也让我的经理可以对预算鹰派(budget hawks,意指经常对预算提出质疑的人)说:“这就是为什么我们聘请资深工程师的原因。”2ALednc

(原文发表于ASPENCORE旗下EDN美国版,参考链接:A lesson in power integrity,by Richard Quinnell,EDN Taiwan Anthea Chuang编译)2ALednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Rich Quinnell
ASPENCORE全球技术执行主编。Rich Quinnell专注电子技术行业已超过15年,主要报道半导体、嵌入式系统、通信和测试相关话题,为EDN,TMW和许多其他出版物撰稿。 在成为技术记者之前,他曾服务于Matrix Imaging、Cooper LaserSonics和约翰霍普金斯大学应用物理实验室(JHU / APL)等公司,担任嵌入式系统设计师和工程项目经理十多年。 他拥有电气工程和应用物理学位,并在通信、计算机设计和量子电子学方面进行了很多研究工作。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 商务部暂停天然砂对台湾地区出口,台积电难受了 据EDN电子技术设计了解,商务部网站8月3日早晨8点发布最新消息,表示将从即日起暂停天然砂对台湾地区出口。不少网友认为暂停天然砂对台湾地区的出口,此举将严重影响台湾的建筑业,实则影响不仅仅如此。台湾地区天然砂进口量的90%以上来自大陆,而台湾芯片占台湾2021年出口额的34.8%。网友称商务部暂停天然砂对台湾地区出口是捏到了台湾半导体制造业的七寸。
  • 美国参议院批准价值2460亿美元的芯片法案 美国参议院周三通过立法,以超过 750 亿美元支持国内半导体产业。GlobalFoundries、英特尔、三星代工厂、德州仪器、台积电和其他在美国建立半导体制造设施的公司或将受益。
  • 空调也“怕热”?空调工作临界点到底是什么? 深圳最高气温突破40℃!很多网友戏称:这条命是空调给的,不敢走出空调房。但同时,这两天明显感觉空调动力不足了,以为家里的空调坏了。与此同时,关于格力空调“怕热”遭遇“空调工作临界点”罢工的成了网友关注的热点。
  • 林志颖驾特斯拉出车祸:特斯拉回应起火原因不明,网友质疑 据EDN电子技术设计了解,7月22日上午10时50分左右,林志颖驾驶特斯拉Model X,在路口处掉头后加速向前行驶,但在前方道路分叉口处,因不明原因突然偏离车道自撞指示杆,整辆车陷入火海。此事引起网友关注热议,特斯拉客服表示,暂不清楚起火原因,但车身没有特别容易起火的材质。但有台媒指出,林志颖最爱特斯拉的自动驾驶功能,这也引起了网友对事故是否与自动驾驶有关的猜测。
  • 售价将超50万美元,乔布斯的Apple-1原型机电路板长什么 这块在 1976 年由史蒂夫-沃兹尼亚克手工焊接的 Apple Computer A 印刷电路板被史蒂夫-乔布斯用来向保罗-特雷尔演示 Apple-1 电脑,后者是加州山景城 The Byte Shop 的老板。这台原型机在“苹果车库”里保存了很多年,然后在大约 30 年前由史蒂夫-乔布斯交给了它现在的主人。当时,乔布斯已被苹果公司赶走。乔布斯当时认为这个原型不是要供奉的东西,而是要被重新利用的东西。
  • 高通发布4nm骁龙W5+骁龙W5芯片,专为可穿戴设计 据EDN电子技术设计报道,高通7月20日正式发布了全新4nm制程的骁龙可穿戴平台W5 Gen1和骁龙W5+ Gen。与两年前的上一代产品骁龙wear 4100相比,骁龙W5与W5+采用了全新的命名方式,整体功耗降低超50%。SoC工艺从12nm提升到4nm,协处理器使用22nm制程工艺。
  • M2 Pro 和 M2 Max 或是苹果首款采用台积电3nm 工艺的 M1 Pro 和 M1 Max 最多可配置 10 核 CPU 和 32 核 GPU。借助 M2 Pro 和 M2 Max,Apple 有望突破这一门槛,为这两个领域带来更多的核心数量。目前M2 Pro相关的爆料很少,但据称M2 Max 有12 核 GPU 和 38 核 GPU。12 核 CPU 将包括 10 个性能核心和两个能效核心。
  • 华为鸿蒙3.0即将发布,首款新品是一款11英寸高端旗舰平 据EDN电子技术设计报道,终端官方微博昨天正式宣布,将于7月27日正式发布Harmony OS 3.0手机操作系统,新系统重点升级了流畅度、万物互联,以及鸿蒙车机等功能。此外,还将带来的首款新品:华为MatePad Pro 11,从宣传海报来看这是一款11英寸高端旗舰平板.
  • 中信拆了辆特斯拉Model 3,发现多个领域技术引领行业 EDN电子技术设计在6月底报道了海通国际手动拆解十万元的比亚迪“元”的详细拆解图,如今不到一个月的时间,中信证券微信公众号发表了一篇《从拆解Model 3看智能电动汽车发展趋势》的文章,文中称对特斯拉Model 3的E/E架构、三电、热管理、车身等进行了详细深入地分析,并坚定看好中国智能电动化发展趋势,引起了广泛关注。
  • 经典电子小制作项目:DS18B20制作的测温系统原程序原理 下面介绍的这款DS18B20制作的测温系统,测量的温度精度达到0.1度,测量的温度的范围在-20度到+50度之间,用4位数码管显示出来。DS18B20的外型与常用的三极管一模一样,用导线将JK—DS的DA端连到P3.1上。连接好DS18B20注意极性不要弄反,否则可能烧坏。
  • 字节跳动扩大芯片工程师招聘,已从华为海思、Arm“挖” 近日,有消息称字节“芯片研发”相关岗位的招聘需求正进一步扩大,并已从华为海思、Arm公司“挖”了不少人。EDN小编在字节跳动官网招聘页面以“芯片”为关键词进行搜索,发现有31条相关信息……
  • 抢跑3nm制程竞赛,三星能否领先台积电? 藉由比台积电更早一点开始制造3nm芯片,是否有助于三星获得显著优势还有待观察,而这也将会是一件有趣的事...
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了