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[参考译文] CCS/TM4C1294NCPDT:TM4C1294NCPDT 以太网链路有时不能#39;t Get 建立。

Guru**** 633810 points
Other Parts Discussed in Thread: TM4C1294NCPDT, TPD4E1B06, ESDS304, ESDS314
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/arm-based-microcontrollers-group/arm-based-microcontrollers/f/arm-based-microcontrollers-forum/956641/ccs-tm4c1294ncpdt-tm4c1294ncpdt-ethernet-link-sometimes-doesn-t-get-established

器件型号:TM4C1294NCPDT
主题中讨论的其他器件: TPD4E1B06ESDS314

工具/软件:Code Composer Studio

我遇到了使用  TM4C1294NCPDT 开发的定制板问题。 我以前使用过该芯  片、但从未将其用于以太网连接、我能够在 launchpad 上获取一些概念代码的证明、然后在我的定制板上使其正常工作。

然而、后来发现了一个问题、在我进行初始开发时、似乎根本没有出现、有时当电路板上电时、以太网链路的建立速度很慢、或者从未建立。

我通常可以通过等待30秒来查看链路是否已建立、如果未建立、则点击硬件复位按钮并重试。

如果建立了链路、然后建立了与我们的其他控制器的连接、则链路看起来相当可靠、即使在通电后也没有掉电。

我遵循了有关以太网连接的 TI 指南、但这些对也用于电源和一些非常慢的数字信号、在此测试中、这些信号都不会切换并保持在一个电源轨或另一个电源轨上。 其结果是 TM4C 和工业控制器之间的信号路径实际上具有3组磁性元件、而不是通常的两组。 一个在电路板上、根据 TI 建议使用 TM4C、一个在中间进行供电和信号注入、另一个在工业控制器中。 我知道额外的磁性元件组会给系统带来损耗、但电缆运行时间很短(<5m)、我知道这或多或少是一些廉价的无源 POE 喷油器的工作方式。

我们的应用通信非常简单、我们使用静态 IP 地址初始化 LWIP、等待链路、然后与远程设备建立 TCP 连接。 我尝试过转动闪存预取的建议、但没有效果。

我已尽力从 LWIP 中获取一些有关我可能出错的其他信息、但没有取得很大成功、除了切换和测试不同的电缆外、在硬件方面也没有做任何事情。 我没有干扰探测信号、因为我不确定我会查找什么。

如果有人建议我应该在软件或硬件中四处走动以尝试和诊断问题、我将非常感激。

我已包括主板原理图的相关部分以及喷油器板原理图。

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    您好!

     我不确定能否在这里提供很多帮助、因为我不知道是什么导致您的电路板有时无法连接。 如果您的软件在 LauchPad 上运行良好、没有任何连接问题、那么我认为这不是软件问题。 我倾向于认为它可能与您的定制板有关、但我无法说任何明显的事情。 TM4C129系统设计指南不会为 PoE 设计提供任何建议。 但是、TI 有一个采用 PoE 的参考设计。 请访问以下链接。 我建议您比较磁性连接上这两个电路的原理图。

    https://www.ti.com/tool/TIDM-TM4C129POE

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    我刚刚添加了一些跳线、因此我能够在没有 POE 的情况下单独为电路板供电、并在没有中间注入板的情况下将电缆直接插入电路板和其他器件之间、我仍然看到相同的结果。

    在我们的电路板上、我使用 TPD4E1B06作为 PHY 侧的 ESD 保护、而不是根据 Launchpad 上的解决方案、这是 www.ti.com/.../spma056.pdf 中列出的可接受解决方案

    我还发现了 slua454、它似乎显示了用于中跨 POE 电路板的类似拓扑。

    www.ti.com/.../slua454.pdf

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    我在没有明显变化的情况下、对 LWIP 选项进行了更多测试(强制执行10Mbs 并关闭 MDIX)。

    然后、我换回到使用 launchpad、该 launchpad 即使在通过 POE 注入器板插入时也能正常工作。

    这让我别无选择、只能相信这是我的 PCB 布局、插孔选择或 ESD 保护中的一个问题。

    我的电路板布局如下所示、我认为我遵循了建议、我唯一能想到的是插孔会在走线上反向运行(我的应用空间受限、电路板轮廓外没有任何空间。

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    您好、Hugh、

    您是否在 Tx/Rx 信号上放置了示波器探头以验证质量? RJ45插孔内置磁性元件导致了许多问题、我认为最好是某种阻抗不匹配。 因此、周围的电容值或 PCB 布局可能会导致进一步的信号衰减。   

    我已经了解您对 LaunchPad EVM 的描述(慢/无链接)。 问题通过 HAL 和 SW 与硬件链接检测寄存器相关。 似乎链路寄存器的行为是间歇性的、但 SW 非常可纠正。  

    在验证链路之前、避免突然跳转执行 IP 堆栈分配。

    //
    bool bHaveLink = false;
    
    bHaveLink = MAP_EMACPHYREAD (EMAC0_BASE、0、EPHY_BMSR)
    & EPHY_BMRS_LINKSTAT;
    
    
    while (!bHaveLink)
    {
    //检查本地网络交换机链路存在*/
    bHYLINK = MAP_EMACPREAD (EPHAM_BMSR
    )、EPHAM0 + BHAMR 0 + BHAMR
    

    。  

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    您好、Hugh、

     感谢您的更新。 您有多少个定制板? 您的连接问题仅发生在一个电路板还是所有电路板上?  

     RJ45下方的布线可能会对您的问题产生影响。 但从我的角度来看,很难用明确的答案说"是"或"否"。 除非您可以修改电路板以证明某种方式。 您能否再次查看设计指南? 可以看出、设计指南中所示的 RJ45下方没有布线。

      

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    谢谢、我进入办公室时会进行软件更改、只是为了确认我正在使用 lwip、此检查将进入处理程序、示例代码在开始通信之前检查链接是否收到 IP 地址?

    我已经尝试过3个具有相似结果的电路板。

    在布局与使用指南方面、正如我对具有集成磁性元件的插孔所解释的那样、我使用 Saturn PCB 来确定堆叠的布线尺寸。 我对接地平面以及插孔与微型之间的间距最不确定。

    从我对插孔接地层的理解来看、我只是为了使该平面远离引脚、在我之前的屏幕截图中看到了小的禁止、至于间距、 它们非常接近、很难分辨设计指南中要遵循的位数、因为某些位似乎存在矛盾、例如、它表示精密磁性元件距离插孔不应超过2.54mm、 然而、由于 ESD 保护、示例布局为 Mabey 5mm。

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    没问题、

    [引用用户="Hugh Powell"]此检查将进入处理程序,示例代码在开始通信之前检查链接是否收到 IP 地址?

    在静态 IP 分配或调用 DHCP 处理程序之前放置代码 snip、其中经常在调用中传递 bool 交换机决定地址分配方法。

    虽然您的布线布局看起来可以接受、但下次可能会尝试将差分对保持相同的长度、向较短的差分对添加 zigzags 最有效。 我的定制 PCB 是双面的、每对中存在大约4个过孔、但布线长度保持不变。 它以毫秒为单位进行 DCHP 分配的时间就越少。 BTW 您是否为用户寄存器分配了 MAC 地址? 这很容易被忽略、并导致一些非常奇怪的事情发生。

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    现在我已经看了一下、我前面有代码、找不到最好的地方插入支票、 看起来我需要将其插入 LWIP 库中的某个位置、因为我调用的 lwIPInit 函数会启用外设并分配静态 IP。 我尝试修改库以在硬件初始化的位置和应用 IP 设置之间插入命令、但没有成功太多。

    我还从电路板上移除了 FB1、FB2、FB3、FB4、C24、C25、C26、以完全消除 POE 注入侧的任何干扰可能性。 这似乎没有影响任何东西。

    我已经探测过以太网信号、但需要一个更有经验的眼来观察这些信号、以便为自己提供最好的机会、找到具有我们所拥有的示波器的东西(仅200MHz 带宽、无差分探头) 我已使用强制10Mbs 模式并记录了 Launchpad 和我们的板、以便进行比较。

    对我来说、它们看起来并不相似、但我真的不知道我所看到的是什么、以前没有探测以太网信号。 看到 TD 和 RD 对之间存在如此大的差异、我感到很惊讶、但它同时出现在 launchpad 上、在那里工作、并且出现在我们的定制板上、因此我猜它只是 TM4C PHY。

    为了进一步隔离、我应该在两个电路板上运行 enet_lwip 示例时捕获以下数据、运行该示例会遇到与运行代码相同的症状、连接缓慢、但如果连接看起来保持连接。

    在下面的图中、+信号显示为黄色、-显示为红色。

    LaunchPad TD 对网络端


    LaunchPad TD 对 PHY 端


    PHY 端的定制板 TD 对
    (很抱歉、在与其余图不同的时间刻度时意外出现)



    网络端的 LaunchPad RD 对



    PHY 端的 LaunchPad RD 对


    PHY 端的定制电路板 RD 对



    希望这方面的某些方面能够让有人向正确的方向指出我。

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    很抱歉、我应该已经澄清了、我已经设置了 Mac 地址、并且根据 lwip 示例、在初始化 lwip 之前检查是否设置了该地址。

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    您好、Hugh、

     感谢您上传示波器上限。 但是、我不知道如何根据示波器电容器来确定导致慢链路问题的原因。  Launchpad 上的芯片以及定制板上的芯片使用相同的 PHY。 因此、我不认为慢速链路或无链路是由于片上 PHY 造成的。  

     我想知道您遇到了多少个自定义电路板的慢链路问题? 您能否在所有您拥有的定制板上进行复制?

     如果您进行了 ABA 测试、该怎么办? 将芯片从定制板切换到 LaunchPad、并将 LaunchPad 上的芯片切换到定制板? 如果优秀的芯片在定制电路板上也遇到了慢速或无链路问题、那么您需要关注的是定制电路板、而不是片上 PHY。  

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    我已经能够在我的所有板上重复此问题、尽管这是一个容量相当小的器件、因此到目前为止我只组装了3个。

    实际上、我已经完成了更换定制板上芯片的测试(但不将其交换到 launchpad)、因为我开始认为在建立链路之前、它需要越来越多的复位、 换用新芯片似乎比以前更有可能建立一个链路、但我预计这可能会随着时间的推移再次降低。

    如果我要旋转一个新的电路板修订版、您会有任何建议来尝试、并在下一修订版中避免此问题。

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    [引用用户="Hugh Powell"]我尝试修改库,在硬件初始化的位置和应用 IP 设置的时间之间插入命令,但没有取得太大的成功。[/引用]

    通常在与网络建立 IP 连接之前检查链路状态。 如果没有错误的 lwiplib.c 服务计时器功能会在 DHCP 绑定或自动 IP 连接之前检查链路状态。 最突出的一点是自定义 RD 上的 C1电压似乎远高于3.9v、示波器显示4.246v 似乎有点过大。 也许可以查看数据表以了解最大差分电压。 是否捕获假设探头接地位于差分对的负极侧?

    //
    //服务链接计时器。
    //
    #if LWIP_AUTOIP || LWIP_DHCP
    if ((g_ui32LocalTimer - g_ui32LinkTimer)>= LINK_TMR_INTERVAL)
    {
    G_ui32LinkTimer = g_ui32LocalTimer;
    lwIPLinkDetect();
    } 

    void
    lwIPHostTimerHandler (void)
    {
    ~~~一些代码
    
    }
    否则 if (g_Senet.Estate =iEthNoConnection)
    {
    //检测到链接后,启动 DHCP 并等待响应。
    //
    if (lwIPLocalIPAddrGet ()!= 0xffffffff)//找不到 IP
    {
    /*尝试通过 DHCP 或分配 IP 地址
    *只需使用提供的静态 IP 地址*/
    EthClientDHCPConnect();
    
    G_Senet.Estate = iEthDHCPWAit;
    }
    } 

    
    

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    我的示波器捕获是通过将探针接地连接到系统0v 平面、然后在+上连接一个探针、在-上连接一个探针、我这样做的原因是我们目前没有差分探针。 在某些偶然的计时中、我们实际上将获得带宽更高的借用器4通道便携式示波器(具有隔离通道)作为试验的一部分。 在不干扰信号的情况下探测电路(注意布线布局要求)、您是否会对我应该在何处以及如何连接示波器进行此测试提出任何建议。

    目前不在办公室、当我回来时将深入了解库、但当使用静态 IP 时、需要以不同的方式处理检查。

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    根据建议、我已将芯片从我的一个板交换到 launchpad、并将 launchpad 芯片交换到电路板。 现在 launchpad 出现了获取链路速度慢的问题、尽管它比我自己的板上的链路更可靠。 同样、自定义电路板也会在2-3秒内恢复建立链路。

    这可能表明我们定制板上的某些东西会损坏内部 PHY。

    之后、我尝试重新捕获一些有关 TD 对在定制电路板上所做工作(在磁性元件和 TM4C 之间测得)的更多数据、并且我仍然具有高于预期的电压。

    我获得了一个捕获、表示数据包的开始、在该捕获中、我们可以看到两条线路都从3.3V 开始、并且位于数据包的中间、看起来平均电压通过数据包缓慢上升。

    如果电压确实达到了这些电平、而不仅仅是某种探测伪迹、我想这会损坏芯片、我看不到特定于以太网引脚的任何东西、但所有 IO 引脚的额定电压都是3.3V、 我认为具有0.3V ESD 保护二极管。 在反思过程中、我并不真正看到TI 在设计指南(spma056)中推荐的 ESD 保护(TPD4E1B06) 实际上会做任何事情、因为它的限制远高于内置值、电流开始超过7V。 我注意到、在 TI 的其中一个 POE 设计(TIDUBR9)中、它们使用与 launchpad 上相同的 ESD 保护(SLVU2.8-4)、只不过它们将其插入 PHY 和磁性元件之间、而不是与 launchpad 上的磁性元件和连接器之间、 该器件不会限制相对于 GND 的电压、但会限制在4V 时开始限制差分。

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    您好、Hugh、

     感谢您运行这些测试。 我不知道您是否有一个可以放置在定制板上的备用新芯片值得使用。 我希望它的行为正常并逐渐降级。 您在定制板上看到的、随着时间的推移、链路问题变得更加明显。  

     以下是一些问题和意见:

     根据数据表、VTPTD_100的标称电压为1V、最大电压为1.05V。 您的捕获似乎太高。 如果我读出正确、它将在+信号上接近2V。  

     2.您能解释一下原理图中引脚7、6、2、1的连接情况吗? 我认为下面是您的 RJ45的原理图。

    3.查看 RJ45连接器的选择,它没有 EMI 手指。 我真的不知道这意味着什么。 只是想把它提出来进行头脑风暴。  它是否更容易受到 EMI 的影响? 我不知道。   

     4.您的 PCB 板可能已经按照建议进行了操作,只是想知道是否存在这种情况,因为我对导致您的链路缓慢/无链路问题的原因并不是很清楚。

     5.您能否说明如何连接 RBIAS 引脚? 您在此引脚上是否有4.87k Ω(1%精度)下拉电阻器?

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    1) 1)为了让示波器有最大的机会探测我在这些测试中使用10BASE-T 的高速信号、因为即使在这些较低的速度下、问题仍然会发生。 我相信10BASE-T 具有更高的电压摆幅

    2) 2)我使用这些引脚来进行 POE、并传输两个数字信号、与我找到的以下示例类似、尽管我断开了中心抽头并直接为电路板供电、但仍需要隔离这些信号。

    3) 我相信 EMI 指只是在插入时接触插头侧面的小金属卡舌、这样、如果您在插头两侧有一条金属嵌入的花哨以太网电缆、它们最终会连接到的外壳 以太网插座。

    4) 4)我不能100%确定如何应用其中的某些元件、因为在使用分立磁性元件时、这些元件似乎更注重应用、通过阅读、我认为我没有按照建议连接插头的机箱。 我可能会尝试通过插头金属外壳的不同连接来进行测试。 但我注意到、在大多数消费类设备中、例如台式电脑/笔记本电脑等、0V 连接到外壳、通过扩展连接到 RJ45连接器的外壳。

    5) 5)是的、我有一个4.87k 电阻器直接连接到我的接地层、并且我已经验证了正确的电阻器实际上已将其连接到我的板上。

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    [引用用户="Hugh Powell ]2)我使用这些引脚来进行 POE 并传输两个数字信号、与我发现的以下示例类似、尽管我断开了中心抽头并直接为电路板供电、但我仍要隔离数据。

    您好、Hugh、

    嘿、AUX 电源是否在任一侧连接到+24V? 如果是这样、如果定制 PCB 上的磁性元件不是专为 PPOE 供电的以太网连接而设计的、则差分对可能会上升到高于安全最大值水平。 第一个发布原理图上的 D6显示+24V、是您的定制 PCB 还是喷油器、假设是喷油器?  

    只是为了闪烁一下、如果自定义 PCB 以太网通过交叉电缆连接到 Launch Pad、而不使用 AUX +24V、PHY 电压是什么样子的(如果已通电)。 BTW 散热垫如果不损坏焊盘就可以将 LQFP128封装从 Launch Pad 上提起、那么 MCU 下的大接地平面确实会使拆卸变得很困难。

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    设计意图是使用两个数据对将24V 电源从注入器板传输到定制板、您可以看到这是通过我的原理图中的整流器 D6实现的、连接器 J6通常只是连接到一些按钮、 然而、我在调试时一直使用它来为电路板供电、并将以太网直接连接到我们的以太网交换机(而不是通过注入板)。

    我认为我在磁性元件的额定值范围内、电路板的电流消耗小于100mA、磁性元件的额定值为350mA

    我将尝试挖开一根交叉电缆、并进行测试、注意到我的 LaunchPad 上现在有一个坏芯片。

    用便宜的热气站换芯片不是很难、关键是我们板上的所有塑料部件都熔化了、但是 Kapton 胶带可以很好地保护东西。

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    我今天做了一些进一步的探究,我们借用了一个新的范围作为试验,不幸的是,我把一些数据记录弄乱了,而不是完全用于保存数据的界面。

    我成功捕获了一个完整的数据包(在10BASE-T 模式中)。

    我注意到的关键是、这两条线在前2us 左右的时间内似乎漂移了0.8V、尤其是差分电压变化不大、但我本来希望5V 的峰值电压超过微控制器上的引脚可以处理的电压。

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     您好、Hugh、

     我想知道连接速度慢还是没有连接是由"步行受伤" PHY 造成的、还是 MCU 和链路伙伴之间握手阶段丢失脉冲。 我自己也不熟悉物理层协议。 所以、我在讲话时正在学习。 我找到了以下关于自动谈判的文章。 基本上、我想知道是否从协议的角度生成和确认脉冲。 如果在协商过程中正确生成并接收到所有脉冲、并且仍然缓慢或无链路、则我认为 MCU PHY 可能处于步行受伤状态、有时甚至不起作用。  

     我还有几个问题。

     -是否可以确认是否启用了自动协商? 如果您使用默认 lwipopts.h、则会启用自动协商、如所示:

    #define EMAC_PHY_CONFIG (EMAC_PHY_TYPE_INTERNAL | EMAC_PHY_INT_MDIX_EN |\
    EMAC_PHY_AN_100B_T_FULL_DUPLEX)

     -您能否确认是否运行诸如 enet_lwip 的 TivaWare 示例、您仍然会看到缓慢/无链接问题。 我提出的原因是、该示例将在自动协商模式下启用 PHY。 但是、在您之前的答复和范围上限中、您似乎建议您强制使用10-base-T 如果我错了、请纠正我的问题。  

     -您是否还记得您的定制板是否正常启动、但随着时间的推移而逐渐降低、或者没有链路? 或者、自定义电路板以缓慢或无链路连接立即开始?

     -您是否有可在定制板上尝试的任何备用新芯片? 我想知道、它们是否会开始正常、但会随着时间的推移逐渐降低。

    www.iol.unh.edu/.../Clause_28_Auto-Negotiation.pdf

    http://www.ethermanage.com/ethernet/pdf/dell-auto-neg.pdf

    www.iol.unh.edu/.../Copper_ANEG_JEFF_LAPAK.pdf

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    我认为电路板开始正常、并且随着时间的推移变得越来越糟糕、例如、我放置在定制电路板上的 launchpad 芯片现在可以正常工作。

    我 看到自动协商的行为相同、这就是我最初只强制执行10 Mbit 白光测试的情况。

    除了我传输的 launchpad 之外、我目前已经全部从芯片中取出了。

    我已经尝试过一些其他示例、并看到了相同的行为。

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    好的、芯片看起来会随着时间的推移而降级。 我发现以下帖子与您的问题非常相似。 请看一下。 您的芯片可能处于步行受伤状态。 在下面的帖子中、问题是由于缺少 ESD。 我知道您的设计中有 ESD。  

    https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/other/f/908/t/739571

    如果您处于10BASE-T 模式、请查看是否可以捕获 NLP;如果您处于自动协商模式、请查看 FLP。  

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    另一个问题是-您是否将 TPD4E1B06保护二极管尽可能靠近连接器放置?

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    您好、Hugh、

    J6 +24和 D6 +24共用一条公共线迹? 连接到网络时馈电 J6直流电源+5Vdc 与+24V? MCU PHY 侧的10k 下拉电阻可能会使电压保持浮动向上、可能会尝试使用3V 齐纳二极管。 任何大于数据表中列出的差分输入电压肯定会损坏 PHY。 我想您说过 ESD 保护钳位大于4V、因此它不会停止浮动电压。   

    您发布的原理图令人困惑、因为下半部分显示 J1进入定制电路板侧。 然而、您已经回答说过、定制 PCB 由 J6 +24V 供电、通常是一些开关。 J4标记为工业控制器侧、这使定制 PCB 看起来具有两个 RJ45插孔。 您没有回答原理图顶部是喷油器板还是定制 PCB 的一部分。

    其次、原理图的两个插孔之间没有显示电缆连接。 我们是否假设两个 RJ 都通过双绞线连接在同一 PCB 上? 似乎+24V 也位于主中心抽头自定义 PCB (J3->U1->J1->J4)上、这看起来非常奇怪。 原理图的顶部看起来像单工连接、但底部的半部分似乎存在问题、即+24V 直流路径位于 PHY 侧附近的任何位置、标记为工业控制器侧。  

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    各个问题。

    [引用用户="Charles Tsaa"]

    如果您处于10BASE-T 模式、请查看是否可以捕获 NLP;如果您处于自动协商模式、请查看 FLP。  

    [/报价]

    我认为这是我们在 PHY 上看到的在没有插入电缆的情况下测量的 NLP 脉冲。

    [引用用户="Charles Tsaa"]

    另一个问题是 -您是否将 TPD4E1B06 保护二极管尽可能靠近连接器放置?

    [/报价]

    请参阅下面的电路板布局、ESD 保护为 D5、就在插座上方。 我怀疑这是一个合适的 ESD 保护组件、即使它在 TM4C1294应用手册中列为可接受、数据表似乎表明它相对于接地将钳位到大约7V。

    [报价用户="GL"]

    J6 +24和 D6 +24共用一条公共线迹? 连接到网络时馈电 J6直流电源+5Vdc 与+24V?  

    [/报价]

    是的、这两者都是通用的、我试图传达的是、我只是在断开以太网供电的情况下直接从24V 为电路板供电。 通过直流/直流模块将24V 降至5V、然后通过线性稳压器降至3.3V。

    [报价用户="GL"]

    其次、原理图的两个插孔之间没有显示电缆连接。 我们是否假设两个 RJ 都通过双绞线连接在同一 PCB 上? 似乎+24V 也位于主中心抽头自定义 PCB (J3->U1->J1->J4)上、这看起来非常奇怪。 原理图的顶部看起来像单工连接、但底部的半部分似乎存在问题、即+24V 直流路径位于 PHY 侧附近的任何位置、标记为工业控制器侧。  

    [/报价]

    目标以太网连接如下:适配器板上的工业控制器<=>J4 --适配器板上的 J1 <=>定制 板上的 J5 -- TM4C1294。 在我最初的帖子中、带有 TM4C 的定制板是上部原理图、而下部原理图是注入板。 我所做的后一组测试中的任何一种都只是 定制板上的工业控制器<=>J5 -- TM4C1294,但现在我们已经将其缩小到因未知原因而损坏的器件,我不知道它是否在该配置中损坏。

    请参阅以下展示磁性元件通路的简化草图。

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    我找到了也使用 SLVU2.8-4 ESD 二极管的 POE TI 参考设计。 这是参考设计的链接。  https://www.ti.com/tool/TIDM-TM4C129POEAUDIO

    虽然我不知道选择 ESD 二极管是否是问题的唯一原因、但我只是想从两个二极管的电气特性的角度来比较它们。 在相同的测试条件下、TPD4E 上的钳位电压(10.9-14.5V)高于 SLVU2.8 (4-5.5V)。  

    TPD4E:

    SLVU2.8:

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    大家好、Charles、我已经注意到、我之前在这个主题中有一些详细信息、我的困惑在于我在设计电路板时使用的 TI 设计指南、它表明 TPD4E1B06是一个可接受的替代方案、如果不是这样、它会让人有点沮丧、 但是、为了继续这个项目、如果 TI 的某个人能够确认该部件是否合适、以便我能够使用不同的电路板修订版、那将是很好的。 也许 ESDS304这样的器件 更合适?注意到它的低钳位电压、并且它相对于接地进行钳位(这可能更适合在 PHY 侧进行钳位?

    [引用 user="spma056"]

    TI 的 TPD4E1B06是另一种可放置在变压器器件侧差分对上端接电阻与变压器之间的解决方案。 图29未显示此器件。

    [/报价]

    [引用用户="Hugh Powell"]

    在反思过程中、我并不真正看到TI 在设计指南(spma056)中推荐的 ESD 保护(TPD4E1B06) 实际上会做任何事情、因为它的限制远高于内置值、电流开始超过7V。 我注意到、在 TI 的其中一个 POE 设计(TIDUBR9)中、它们使用与 launchpad 上相同的 ESD 保护(SLVU2.8-4)、只不过它们将其插入 PHY 和磁性元件之间、而不是与 launchpad 上的磁性元件和连接器之间、 该器件不会限制相对于 GND 的电压、但会限制在4V 时开始限制差分。

    [/报价]

    此外、我应该查看什么来检查具有集成磁性元件的插孔是否合适、例如、我可能希望更改为垂直插孔而不是90度插孔、以使我不会在插孔下方走线。 我找到 了我 感兴趣使用的 v895-1001-aw、但找不到有关如何检查它是否合适的指南。

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    您好、Hugh、

    [引用用户="Hugh Powell 的说法]我之前在这个主题中有一些详细信息、我的困惑在于我在设计电路板时使用的 TI 设计指南、它表明 TPD4E1B06 是一个可接受的替代方案、如果不是这样、它会让人有点沮丧、 但是、为了继续这个项目、如果 TI 的某个人能够确认该部件是否合适、以便我能够使用不同的电路板修订版、那将是很好的。 ESDS304这样的器件可能 更合适?注意到其钳位电压较低、并且它相对于接地进行钳位(这可能更适合在 PHY 端进行钳位?[/QUERP]

    我已将此问题发布到接口论坛 https://e2e.ti.com/support/interface/f/138/t/959129 、以便那里的专家可以提供更好的指导。 就个人而言、我将使用 SLVU2.8-4、因为它已在多个 TI 设计中得到验证。 如果您有其他问题、您可以跟踪并跟进。

    [引用用户="Hugh Powell 的说法]此外、我应该查看什么来检查具有集成磁性元件的插孔是否合适、例如、我可能希望更改为垂直插孔而不是90度插孔、以使我不会在插孔下方走线。 我找到 了我 感兴趣使用的 v895-1001-aw、但找不到有关如何检查它是否合适的指南。

    很抱歉、我真的不能推荐这种方法、因为我不了解每种选择的优缺点。 TI POE 参考设计使用以下 RJ45连接器。  

      

    也想给你一个平视的机会。 我将在美国假期的剩余时间休假。 我的回答将会有延迟。  

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    你(们)好,查尔斯

    我将跟踪另一个线程、看看会发生什么情况。

    不幸的是、该插孔不适合我们、因为我们只需要校正其中一对。 不过、我将尝试使用集成磁性元件将规格与该插孔进行比较。

    我在这里度过了一个美好的假期、我听说感恩节是一场盛大的节日、来自 TI 的任何其他人是否会回复论坛帖子、或者几乎所有人都在休假。  

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    您好、Hugh、

     感谢你的祝你一切顺利。 周四和周五都是假期、但我自己也在明天休假。 希望界面论坛中会有人回答您的问题。  

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    您好、Hugh、

    想知道您的3V3测量值是多少或 VDD 与 TM4C1294之间的关系? 我提出这个问题、因为 NLP 峰值振幅也看起来很高。 也许可以尝试使用+12v 电源代替+24V、看看差分对电压是否发生变化。 如果 LDO 稳压器接地引脚未充分浸湿奇数 VDD 电平、则可能会出现 BTW。 去年我发生了这件事,在最高的 SMP 上按了一只竹棍,就发现了这件事。 当我移除 LDO 时、 很明显焊盘的 HAL 无铅焊锡顶部发生了某种氧化。  

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    我在测量3.3V 电压轨时使用了以下迹线、看起来非常干净。

    下图显示了黄色= TX+、绿色= TX-、蓝色= TX+- TX-、橙色= 3.3V 电源轨

    当通信持续且峰值电压上升时、它也保持非常稳定。

    当我在未连接电缆的情况下测量链路脉冲时、我设法捕获了一些我不理解的奇怪情况、这两条 TX 线一起跟踪并随后尖峰脉冲

    向下脉冲的特写

    向上脉冲的闭合

    如果有人有一个 launchpad 或具有相同芯片的电路板放置在周围、我将不胜感激、如果他们能够记录他们的链路脉冲和通信内容、以便能够直接比较。

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    您好、Hugh、

    [引用用户="Hugh Powell 的说法]如果有人有一个 Launchpad 或同一芯片的板放置在周围、如果他们能够记录他们的链路脉冲和通信的外观以便能够直接比较、我将不胜感激。[/引述]

    此论坛中发布了许多以太网信号捕获示例。 请在您的 Tm4c1294搜索字符串中添加单词(磁体)。 时钟工作捕获看起来非常不同。

    TM4C1294KCPDT:以太网链接问题-其他微控制器论坛-其他微控制器- TI E2E 支持论坛 

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    我希望你们在那里度过了一个美好的感恩节。

    我在论坛上进行了搜索、但实际上无法找到显示实际 PHY 信号的任何布线、它们似乎只是在数据包中间显示差分信号、 请注意、如果您看不到迹线中的蓝色差分信号向上浮动到比应有的更高的共模电压、那么迹线中的蓝色差分信号看起来并不坏。

    在我进行新的电路板修订之前、您认为我在 ESDS314  死虫焊接方式中有多大价值、比如使用磁性导线进行 ESD 保护、还是希望添加信号线的小引线(例如10mm) 会对信号产生太大的影响。 如果是这样、我可以尝试设置一些测试、以便对电路板进行下电上电或大量插拔操作、并查看我的性能是否会降低。

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    您好、Hugh、

     老实说、我还没有真正知道问题是由于选择了 TVS 二极管还是仅仅是用于 ESD 保护的非优化 PCB 布局。 请浏览此应用手册、了解如何为 ESD 保护设计最佳 PCB。 我认为这会有所帮助。  

    https://www.ti.com/lit/an/slva680/slva680.pdf

     关于您的示波器截图、我的评论是在正常运行(例如、没有 ESD 事件)期间拍摄的。 我们实际上没有发生过什么、发生过 ESD 事件时是否发生过什么以及信号是如何变化的历史记录。  

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    [引用用户="Hugh Powell"]注意到我的迹线中的蓝色差分信号如果看不到它的浮动电压高于它应有的共模电压,看起来并不差。

    浮点似乎只是问题、可能是由于 RJ45磁性元件相对于 PHY 差分对的阻抗不匹配。 为什么不尝试降低我用另一个更接近的匹配来替代磁性元件的幅度? 许多柱都有各种 RJ45、具有内部磁性元件、其他人认为是兼容的。 也许 Charles 可以帮助您完成这项工作、如果是我、我会在设计另一个昂贵的 PCB 之前提前采购另一个 RJ45。

    我注意到、您的差分对(数学)的幅度比时钟工作捕获的幅度大±50mV。

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    好的、我想我终于在这方面取得了一些进展。

    为了牺牲、我又买了一些芯片、并做了大量测试来尝试和确定到底是什么导致芯片失败。

    我已经完成了几百个周期的以下测试。

    • 通过实验室电源(无 POE)保持电路板供电、连接并断开以太网连接。
      • 工作可靠
    • 保持以太网连接(无 POE)、对电路板进行下电上电。
      • 工作可靠
    • 通过 POE 供电时、连接和断开电路板
      • 在大约70个周期后开始无法连接。

    从这一点开始、我开始在连接以太网电缆的同时探测 PHY 线路。 下图是黄色 TD+、绿色 TD-、橙色 RD+、蓝色 RD-

    我在一条线路上看到较大的尖峰、通常在另一条线路上伴随较小的负尖峰。 它似乎各不相同、但通常在 TD、RD 或两者都出现尖峰。

    我的理论是、当电缆插入时、一对的一侧首先会形成、从而导致磁性元件中的瞬时不平衡电流、并且由此产生的大峰值不会受到 ESD 保护的充分控制。

    当我购买了更多的献祭芯片时、我还得到了一些 ESDS314和 SLVU2.8-4TR 芯片进行试用。

    我已将这些死虫焊接到电路板上以进行尝试、并找到以下内容。

    • ESDS314
      • 峰值电压从大约10V 降至7V
    • SLVU2.8-4TR
      • 峰值电压从大约10V 降至5.5V

    下图显示了在安装了 SLVU2.8-4TR 时插入的示例。 (忽略蓝色迹线、它连接到其中一对周围的电流探头、但对于这个时间刻度(额定100kHz 带宽)来说、速度要慢得多、我可能会尝试在明天通过一个小分流器测量电流。

    我将使用 SLV2.8-4TR 进行更多的周期测试、以查看此解决方案是否正在进行中。

    我还认为可能值得减小24V 电压轨上的滤波器电容器(当前为10uF)、并引入一些串联电阻来尝试限制浪涌电流、我猜这是导致此类剧烈尖峰的原因。

    我想获得一些额外的建议、在这些尖峰方面、需要尝试施加哪些电压来防止损坏、阅读数据表表明电压必须保持在 VDD-0.3之间、 VCC+0.3、但我注意到 ESDS314的标称钳位电压从5V 开始、并从5V 开始向上工作。

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    您好、Hugh、

     很高兴您在这方面取得了进展。 由于 SLVU2.8-4在数据表和系统设计指南中显示为推荐的 TVS、我建议使用该器件。 此外、还请参考我上次发送的 PCB 板设计的最佳 ESD 实践。  

    https://www.ti.com/lit/an/slva680/slva680.pdf

     

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    您好、Hugh、

    在 VDD 升高之前是否存在+5V 电压尖峰? 通常、在 VDD 达到阈值之前、不应向 MCU 提供任何外部电压、也许+2v9是安全的。 在达到 VDD 阈值之前、PHY 差分对不应施加任何外部电源。 Charles 可能会更好地解释这可能会损坏 PHY 的原因。

    也许两个串联的簧片继电器可以是安全的内联解决方案、以延迟电源反馈到 MCU 中。