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[参考译文] TM4C1294KCPDT：严重问题 USB0有时可能是 POR MCU 插入电缆最终会损坏 MCU

admin
Guru**** 1640390 points
Other Parts Discussed in Thread: EK-TM4C1294XL, TPD4S012, TM4C1294KCPDT, TM4C1294NCPDT, TPS2052B
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/670154/tm4c1294kcpdt-serious-issues-usb0-may-at-times-por-mcu-plugging-in-cable-eventually-destroys-mcu

器件型号：TM4C1294KCPDT
主题中讨论的其他器件：EK-TM4C1294XL、 TPD4S012、 TM4C1294NCPDT、 TPS2052B

插入 几次 USB0 OTG 端口 电缆后、整个 MCU 可能会突然 POR、原因不好。

怀疑 VBUS 是唯一 的5伏耐压引脚(PB1) 、   在将电缆插入 USB 集线器端口时、不受5V 齐纳二极管甚至是连接到 PB1的串联电阻器的保护。

当 我们按照 TI 原理图 EK-TM4C1294XL 进行正确 的 USB 端口设计并销毁两个 MCU (28.00美元)以及安装/删除 烧毁的 MCU 的时间时、这是一个问题！

两个经过 MCU 测试 的 POR 是否完全相同 、导致 MCU 温度 在 USB 输入区域过热、 这可能是  正确 USB 端口布局的不良原理图示例的迹象？

请注意  、适用于 USB 信号的 TPD4S012 (4通道) ESD 抑制       器数据表未能正确识别引脚1的方向并使用引脚1的底部焊盘视图、接地端的安装人员无法通过塑料芯片看到。 芯片太小了、即使 在8倍频放大时、也几乎不能在  引脚1侧附近形成一个白点中间点、在另一个角上形成一个凹点、任何人 都可能认为引脚1、但不是引脚1。

这是 TI 在 EK-TM4C1294XL 上安装相同 IC 的方式、我们用于确保 ESD 保护芯片以正确的方向安装。   数据表中也没有列出回流焊或引脚焊接温度、但我们将气流保持在245*C 以下10秒。  它没有任何接地短路或任何其他相邻引脚。

16V 齐纳二极管 TPD4S012如何保护 TM4C1294KCPDT VBUS 输入？

8.2.2.1 D+、D-、ID 和 VBUS 引脚上的信号范围：
TPD4S012有3个引脚、支持0至5.5V 信号、这些引脚适合 D+、D–和 ID 引脚。 。
VBUS 引脚适合 VBUS 线路、其优点是能够承受高达16V 的电压

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    BTW：不太喜欢 Arrow 如何在12"X 6"超大黑色塑料载体中交付两个测试 MCU、放置在防静电袋中、放置在12"x 8"箔片中、例如防潮袋、包装在盒子中的防静电气泡膜中。 任何了解原子的人都知道塑料聚合物具有固有的电子电荷、而以这种方式封装 MCU 可能会使其在硬塑料40 MCU 载体中受到表面电荷分布不均匀的影响 、这可能会导致某种意外的额外现象。

    这就是 MCU 的发运故事、 并坚持这样做。 最好将两个夹在2英寸 x 2英寸黑色/粉红色抗静电细泡沫之间的 MCU 放入小型防静电袋中、放置在一个小得多的防潮袋中、最后放入一个小盒子中。 此外、还应使用防静电接地镊子来拾取芯片(而不是手指)并放在防静电泡沫上。 奇怪的是、MCU 芯片不在防静电塑料胶带内、而是真正的载体、这是运送两个 MCU 更安全的另一种方式。

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    TPD4S012的 VBUS 引脚工作电压 (20/24V BDV)是否看起来有点高以保护 GPIO PB1 5V 耐压 VBUS 模拟输入？

    我们 将在 PB1上测试 OnSemi TVS +/-30kV ESD 齐纳二极管和100欧姆 R 系列、以保护 MCU 电源轨和 USB0 外设免受 VBUS 引脚 PB1上的集线器端口浪涌的影响。

    /cfs-file/__key/communityserver-discussions-components-files/908/ESD-Surge-30kv-5v-USB-VBUS-OnSemi-NSPM0051_2D00_D_2D00_1139451.pdf

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    您好 BP101、您提到的黑色塑料托盘通常称为 JEDEC 矩阵托盘。 虽然它们只能用于运输两个器件、但通常用于 IC 的制造和处理。 碳粉或碳纤维会添加到托盘的模塑化合物中、使其具有导电性或静电耗散能力。 纸盘不会对您的部件造成损害。 下面是一些更多信息(不是 TI 提供的)： www.topline.tV/JEDEC_Tray.html
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    TI__Guru**** 1640390 points
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    BP101、
    我将把您的主题发送给电路保护论坛专家。
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    TI__Guru**** 1640390 points
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    BP101-

    我不认为 TPD4S012会导致您的 MCU 出现故障。 TPD4S012为 ESD 电流提供了一个分流路径、因此、如果器件发生故障、则会导致 TPD4S012短路并发生故障、而不是导致进入 MCU 的高电流路径。 您能否验证故障发生的位置？ 正确的做法是、如果 TPD4S012接线错误、可能会发热。  

    我还对封装尺寸小而难以看清表示歉意、我们的器件尺寸小对许多客户来说是一个非常宝贵的优势。

    谢谢、

    阿尔茨

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    我们必须解决这个问题、正如我在您之后在该论坛上发布的那样。
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    TI__Guru**** 1640390 points
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    尊敬的 Bob：
    感谢文章链接、让您阅读得更好。

    >>碳纤维或碳粉末结合到成型化合物中，以使 ESD 托盘(导电或耗散)安全。

    然而、在我看来、如果在如此大的塑料载体中运输两个 MCU、则不会提供 ESD 保护。 也许是第一个 MCU 在将任何固件写入闪存之前就有一个 LED 指示灯变暗、另一个完全通电的原因。 然而、DMM 欧姆检查表明、GPIO 引脚 PA2和 PA3之间或两侧的其他引脚之间没有高电阻短路。

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    [引用 user ="BP101"]我认为在如此巨大的塑料载体中装运两个 MCU 不安全、因此不能免费使用 ESD。[/引用]

    您是否只是"重申您的结论"、而不是"证明您的结论合理"？   此类"托盘"以这样的尺寸生产、以最好地承载许多此类 IC、但即使对于少数器件、也已证明是安全的(通常是最好的)。    

    也许您应该注意到、我们的公司以及许多其他公司多年来一直收到来自多家 IC 供应商的"矩阵 IC 托盘"、其中报告了(很少或没有)发货问题。

    "您的意见"(既没有解释也没有理由)是否可以以任何方式与此类半供应商(几乎)或(甚至)所有供应商所采用的"长期且经过充分研究的"既定的装运技术"进行竞争？    您如何得出 "结论？"    您的"证明"最常是"传闻"、证明这远远不能令人信服、也不符合逻辑...

    创建"托盘样式"是为了满足为"易碎、多引线器件"提供足够物理和 ESD 保护的需求、这些器件成功且正确地实现了" entomb"、从而防止损坏这些精密 MCU 引线...   这种封装风格对您来说是如此新颖(不受欢迎)、这一事实丝毫不会降低其 明显的有效性！

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    新 MCU 的发货时夹在软黑色抗静电泡沫之间、位于小型 ESD 安全盒内、包装在防潮袋中、并且具有相同的两个 LED PA2和 PA3暗光。 ROM 引导加载程序外部 SSIO 引脚似乎完全支持、为什么刷写固件之前的 PA2/3会出现此当前流问题？

    另一个奇怪之处是、三个模拟比较器输出必须与 TM4C1294NCPDT 要求它们反相以停止错误的 M0nFault 输入位更改。 因此、一个 Panic 被抛出到 GUI 状态标志、就好像在没有这样的故障时发生了故障一样。
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    这难道不是节省 MCU 5V 耐压输入 PB1的好处。 然而、VBUS 齐纳二极管似乎与流经它的浪涌短路(开路)。
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    TI__Guru**** 1640390 points
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    尊敬的 Bob：

    EK-TM4C1294XL USB0 OTG 端口 VBUS 引脚 PB1未受到 TPD4S012 VBUS 引脚齐纳二极管的适当保护。 我们的四个 LaunchPad VBUS 引脚已严重降级、其中一些甚至会严重超出 MCU 从极低欧姆电阻 PB1接地的温度。

    OTG 端口设计省略了 VBUS PB1和 Tiva TM4C129x 设计指南中的一个串联电阻器、其中仅提及需要 VBUS 引脚协议信令的 OTG 设计的 ESD 安全集线器。 TI 社区是否有必要在 OTG 端口上添加额定电压合适的器件、以保护可耐受5伏电压的 VBUS 引脚 PB1？

    似乎 TI 应该复查 OTG 端口设计或使 TPD 齐纳二极管更加稳健、以便它实际上保护 MCU 引脚 PB1。 其他行业 TVS 器件的额定值可正确保护 VBUS 直流线路免受过压影响、而不仅仅是 ESD 事件。 一些导入美国的 USB 集线器不具有 ESD 安全保护功能、也不能通过 TPS2052B 或类似器件对 VBUS 进行过流监控。 某些计算机也不会监测 VBUS 是否存在过流情况、并提供从主板延伸出来的多个 USB 端口 VBUS 电源。 许多计算机的 USB 端口只需将一个48-100欧姆的电阻器与 VBUS +5Vdc 串联。 MCU 引脚 PB1充其量也是高易失性、即使对 TPD4S012的保护极少。

    在我看来、让终端用户承担提供 VBUS +5Vdc 过流或过压保护的责任对于美国工程来说并不合适！

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    此致、
    Cameron
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    您好、Cameron、

    与新的 TPD 相比、从 PCB 移除 TDP 并通过 DMM 进行测试时我找不到任何问题、但 ID 引脚在电路的两个方向上读取了二极管压降。  由于 VBUS 引脚 在电路中没有二极管压降、因此可能无法与 PCB 焊盘保持连续性。

    1. 这种情况是否会导致 DP/DM 引脚1和2出现意外问题、 从而使 ID 引脚无法进入 MCU？  唯一的另一个区别     是引脚2走线跨接顶部表面连接到引脚5/NC 焊盘、避免在 ESD 走线路径的一侧添加过孔进入 TPD 引脚2。  

    2.您能说明   TPD 器件的最高回流温度是多少以及 该器件承受任何峰值的时间吗？  

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    TI__Guru**** 1640390 points
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    无铅 HAL 的典型回流焊曲线对于 TPD4S012是否正常？  在热空气环境下安装新的 TPD  ，总时间大约为4分钟以上；预热170*C，持续2分钟，然后在80秒内斜升至258*C， 最后 40秒，258*C HAL 未将 TPD 回流到 2oz CU 焊盘上、   在预热之前未使用干净的液体 rosin。  以前的 TDP 在设备的热空气上方使用了270-280*C，看起来是回流的， 之后不容易用力移动。   TPD 侧面的 HAL 看起来好像 发生了回流一样、在 8倍分频放大率下查看。