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[参考译文] SM320F28335-HT:两个堆叠式微控制器故障

Guru**** 2885180 points
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/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/1640543/sm320f28335-ht-two-stacked-microcontrolers-failure

部件号: SM320F28335-HT

早上好、

我们在堆叠式系统上安装了两个 SM320F28335GBS 微控制器。 最初、它们是独立运行的、并且一切都正常工作。

稍后、我们启用了通过 SPI 在它们之间进行通信。 SPI 通信在正常运行期间正常工作。 系统拓扑如下所示:

  • 一个 PCB 通过 CAN 总线与外部节点通信
  • 然后、该 PCB 通过 SPI 与第二个 PCB 进行通信
  • 数据反复交换、没有任何问题

在正确运行后、系统已关机并重新开机(仅用于更改非常小的配置参数;未对硬件进行任何修改)。

重新启动系统后、我们观察到:

  • 异常高的电流消耗
  • 两个 DSP 都停止运行
  • 在一个器件上、VDD1.8V 短接至 GND
  • 在另一个器件上、VDD1.8V 和 VDD3.3V(模拟和数字)短接至 GND
  • 此外、VDD1.8V 和 VDD3.3V 短接在一起、即不仅与 GND 有导通性、而且电源轨本身之间也有导通性

堆叠中的其余 PCB(包括电源板)不受影响、不会出现任何异常短路。

两个 DSP 之间的 SPI 或 SCI 线路上没有串联电阻器、缓冲器或电平转换器。 GPIO 在初始化期间配置为输入、默认情况下启用内部上拉电阻。

此时、DSP 似乎已永久损坏。

我们希望了解以下方面:

  • 在断电/上电条件下、可能会通过 GPIO 发生闩锁或反向供电情况
  • 针对两个 F28335 器件之间的 SPI/SCI 接口的建议保护措施、尤其是在堆叠或共享电源系统中

我真的不明白发生了什么、因此任何帮助都将得到赞赏。

提前感谢您的帮助。

  • 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。

    尊敬的 Sandra:

    您能详细介绍一下您的系统吗? 是否存在高电压、数字地和模拟地之间是否存在适当的隔离、PCB 或电源轨上是否有很多噪声?  电源板输入和输出规格是什么? 在断电期间是否观察到任何火花或潜在短路?

    此致、

    彼得

  • 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。

    您好、Peter、

    感谢您的答复。

    模拟接地和数字接地相同。 没有高电压、没有噪音、没有火花、也没有异常情况。

    电源 PCB 输入为 28V、输出为 3.3V、1.8V(用于微控制器)、其他用于功能 PCB。 但是、电源或功能板均未损坏、仅是 UC。

    再次感谢您、

    此致

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    尊敬的 Sandra:

    感谢您提供更多详细信息。 UC 设备是否也出现异常高温? 您是否能够使用热像仪进行记录? 通常、当连接到任何器件引脚的电压超过 VDDIO/VDDA 电压(通常为 3.3V + 0.3V)时、会发生类似这些故障。 这会对器件产生不利影响并损坏器件。 由于这一次影响超过 1uC、因此很可能是系统级问题、而不是器件级问题。  

    对于 CAN/SPI 中间节点、这是哪个器件? 当电源轨未正确上电和断电时、也可能会发生潜在的损坏(请参阅数据表,它应该有一个图表专门说明)。 有一个特定的序列

    此致、

    彼得

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    您好、Peter:

    UC 没有遇到任何高温(因为它们目前是短路的,我现在不想给它们供电)。 至于这个系统、它是单独测试的、没有问题。 除此之外、我们还有一个自 1 月份起可正常运行的堆栈、其中包含一个具有相同 UC 的额外 PCB、因此没有发生单个错误。 当两个 UC PCB 堆叠 并在它们之间交互时出现问题(因为当它们执行不同的任务时也没有任何问题) 、因此问题似乎存在。

    对于 SPI、信号直接连接(具有 Rx 的 TX,但没有任何额外的器件)。 一等一等。 我们只能使用商用隔离器 (ISO1050DUB 和 MAX1430)

    此致

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    尊敬的 Sandra:

    根据其他信息、您提到的任何内容都不会很容易导致出现明显的问题。 让我与我的团队讨论这个问题、看看是否有其他可能的原因。 同时、您是否能够用已知良好的设备替换 UC 以进行其他测试?

    此致、

    彼得

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    您好、Peter:

    我有一些新信息:

    我们已经确定了相关行为、具体取决于 JTAG 编程器在刷写后是否保持连接。 当编程器保持连接状态时、刷写成功完成、系统最初按预期工作;但是、在关闭/打开电源循环后、会出现错误行为并在进一步的下电上电期间仍然存在。 如果编程器随后断开连接、系统会立即恢复正常运行、并且即使在额外的断电/开机循环后也能保持稳定。 相比之下、当编程器在刷写后立即断开连接时、始终可以观察到正确的行为、与下电上电或下电‑上电/下电‑下电顺序无关。

    µC 这些观察结果、我们对原始破坏性故障的主要怀疑如下: 在连接编程器时对 PCB‑1 进行了重新编程、并且在刷写后、在上电期间保持未定义或部分驱动的 I/O 状态、受 JTAG 连接的影响。 同时、PCB µC 2 尝试启动 SPI 通信。 ‑窗口期间、一个器件可能一直主动驱动与另一个器件相反的逻辑电平(例如,一个器件强制为低电平,而另一个器件默认将 SPI 引脚拉至高电平、因为根据数据表默认会启用 GPIO 上拉电阻)。 这种‑可能会导致通过 SPI GPIO 的电流过大、从而可能触发闩锁效应或器件永久性损坏。

    我们特别关注的是、这种行为仅在两个电路板中的一个上观察到(尽管它们实际上是同一个电路板,并且设计相同)。

    在不涉及这种交互的配置中、不会观察到这种行为、这再次证明了我们的假设、重新编程、在下电上电期间保持编程器连接、以及在 PCB µC 1 和 PCB µC 2 之间具有未受保护的 SPI 线路、这两者的组合在故障中起了关键作用。

    你的意见是什么? 这是正常行为吗?

    此致

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    尊敬的 Sandra:

    感谢您提供更多信息、让我更详细地了解一下这一点。 我会回来的

    此致、

    彼得

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    嗨、Sandra、我还在研究这个问题