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[参考译文] TMS320F28234:DSP 固件执行在高噪声(EMI)环境中发生错误

Guru**** 2024750 points
Other Parts Discussed in Thread: TMS320F28234
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/768158/tms320f28234-dsp-firmware-execution-going-errant-in-high-noise-emi-environment

器件型号:TMS320F28234

在噪声非常大的(EMI)电源应用中使用 TMS320F28234时、我在执行过程中偶尔会失去控制。 此应用的印刷电路板旨在满足所有书面 TI 设计建议。 简而言之、我们的一些生产 PCB 组件的运行方式似乎比其他组件更容易受到 EMI 噪声的影响。 此设计在2010年和以前的版本中出现的问题相对较少。 通过在电缆上添加铁氧体等滤波器、可以解决早期设计阶段出现的一些与噪声相关的问题。 2017年末、我们开始收到来自杂散故障条件领域的报告、我们最终能够将这些报告确定为耦合到某些 PCB 布线的 EMI 噪声。 这是一个令人困惑的问题、因为 PCB 本身没有改变。 我们能够通过在与噪声信号相关的 DSP I/O 引脚附近添加滤波电容器来实现这一控制(在可能的情况下、我们还通过利用 I/O 输入限定符启用了数字滤波)。 截至2018年第3季度、我们开始从现场和我们的生产工厂获取"通信故障"报告(事实证明是由于错误的 DSP 程序执行)。 我们已尝试恢复到旧版代码、以排除固件中引入错误的情况。 我们已经审查并验证了明显的可疑问题、例如堆栈溢出、未处理的中断、电源和接地等 到目前为止、我们无法识别"吸烟枪"来解释我们观察到的行为变化。 从我们的角度来看、DSP 似乎比在过去7年的工程开发和生产组合中更容易受到 EMI 噪声的影响。 我们注意到 TI 的一份通知、其中指出、2016年在马来西亚开设了一个新的晶圆制造厂、其中包括生产用于 TMS320F28234的晶圆。 我们认为(至少表面上)我们的采购管道的时机与出现这一问题的时机是巧合。 是否有人可以说有类似的经历?

Phil Houle - Analogic Corporation

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    Philip、

        我没有听说过 EMI 易感性会增加。 我将对此进行研究。

    您能否确认您的 PCB 布局、覆铜厚度和电路板上的其他元件在此时间内没有变化? 这可能是由于电阻更高的路径... 例如、甚至可能是电容器容差或材料变化。

    您能否确认器件产生或引发的 EMI 水平在这段时间内保持在恒定水平? 可能新的 EMI 源已放置在附近的物理或电气位置。  

    在这种情况下、某些 EMI 密封件或接地带是否因成本问题而松动、磨损或拆除?

    我肯定会从 C2000的角度来探讨这一点、但我想强调、EMI 中可能涉及很多因素。

    谢谢、

    Cody

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    Philip、

    几个后续问题。

    1. 应用是什么? 是工业、汽车还是其他产品?
    2. 器件使用的是哪个版本? 请提供完整的 OPN、例如 :TMS320F28234PTPQ

    谢谢、
    Cody

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    我已将您的问题转发给设计工程师、以供查看和评论。 我会尽快发送他的回复。
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    该应用属于医疗成像类型。 具体而言、梯度放大器是 MRI 系统的一个组件、用于医院等临床环境。 我们的放大器驱动梯度线圈(围绕 MRI“机器”的圆柱形部分,在成像过程中插入病人)。 该放大器在“扫描”期间产生非常高的电压和电流,正如您所想象的那样,这会产生大量的 EMI。

    我们使用的封装是 TMS320F28234PGFA。
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    Philip、

    经过进一步审查、EMI 测试仅在系统级别进行、因此在 IC 级别没有可用数据。 此器件或采用此工艺技术的其他类似器件未报告 EMI 故障。  

    C2000在马来西亚没有任何生产基地、但是、2016年前后所做的更改包括:

    • PCN20140721003:2014年7月增加了第二个源组装地点(TI 菲律宾)
    • PCN20160412001:2016年4月增加了第二货源制造厂(Aizu)(仅限非汽车零件)

     

    在这些情况中,我们都不会预计对系统级性能(EMI 或其他)有任何影响,因为它们符合相同的数据表参数。

    最后需要注意的一点是、汽车"Q"器件尚未移动生产设施、因此在过渡到汽车器件时可以选择使用。

    此致、
    Cody  

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    我意识到这是一个非常小的采样、但我们正在跟踪生产工厂的通过/失败结果。
    我们将尽快从现场退回更多器件。

    生产故障统计信息("失败"结果表示 DSP 程序已确认停止响应测试软件):

    10晶圆代码 C 通过
    1晶圆代码 C 故障

    2Wafer Code G4通过
    8晶圆代码 G4故障
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    Philip、

    您是否对导致器件停止响应测试软件的原因进行过任何分析?   

    这可以是耦合到 XRSn 线路上的噪声或器件电源上的欠压等简单操作。 如果我们能够排除一些明显的嫌疑人、我们可能能够找到根本原因。

    您能否提供在其中一个"C"器件和一个"G4"器件顶部显示的完整编号?

     

    谢谢、
    Cody

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    Cody、

    设计工程师确认您提到的项目(PCB 布局、覆铜厚度和电路板上的其他组件)没有变化。 任何此类更改都需要他的签核批准。

    我们无法确认器件产生或引发的 EMI 的内部级别、因为我们从未执行过这些测量。 我们执行的唯一测量测试是安装受影响组件的整个机架外壳的外部。 进行这些测试是为了证明符合客户所需的生成噪声和 EMI 水平。 我们目前正在研究一种执行内部 EMI/Noise 测量的方法。

    附近没有放置新的物理或电气 EMI 源。 我们在生产和工程领域的测试是在良好控制的环境中进行的。 我们测试环境中唯一的附近噪声源是用于在系统内循环冷却剂的冷却器(通常位于距离被测装置至少10英尺的位置)。 在本产品的设计和测试历史中、UUT 的冷却器位置相当一致。

    包含该器件的电路板采用铝质外壳、反过来、铝质外壳位于定制机架内。 所有必需的密封件和接地带均已检查和批准。 近年来、机架设计没有发生任何变化。 一些报告的故障来自我们的生产工厂、我们可以在该工厂对材料和工艺进行全面检查。 在这些情况下、商品是全新的(从未发货)、因此磨损不是问题。 我们已从该生产工厂构建并交付了许多单元、但没有报告此类问题(DSP 锁定)。

    Phil Houle

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    Cody、

    我们能够将调试器/仿真器(Blackhawk USB2000)插入到遇到 DSP 锁定的电路中。 我们担心仿真器会被单元内的噪声所淹没、但它却让我们感到惊讶。 我能够观察到、DSP 程序计数器被设定为一个有效存储器空间之外的地址、这不可避免地导致了"Unhandled_ISR"、这导致了如图所示的 DSP 停止。

    halt()

    asm ("ESTOP0");
    while (1);


    未处理的 ISR ()

    halt();


    这解释了 DSP 锁定的外部外观、但并未解释 DSP 执行如何首先到达无效地址。 我们讨论了 XRS 信号、并尝试添加一个1nf 电容器、该电容器不会阻止锁定。 我们尚未尝试探测信号、因为很难辨别机架外壳内的实际信号噪声。

    我们正在尝试一种穷人的方法、即使用几匝电线的格栅火花点火器来模拟加剧台式装置上锁定的情况。 此装置已经能够导致 DSP 锁定(或者复位)、但是由于调试器/仿真器在这个过程中被锁定(仿真器报告 DSP 电源/时钟问题)的问题、这个装置尚未被证明是有用的。 这种影响使得在 DSP "退出预留"时无法获得跟踪。

    我们预计明天会有一批新的电路板、据报其中包含已被发现锁定的器件。 对这些电路板的分析可能会为我们提供有关此根本原因问题的更多信息。

    此致、
    Phil Houle
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    "C"和"G4"晶圆器件的完整编号为"CA-36C525W"和"G4A-86AX7QW"。

    器件是 TMS320F28234PGFA。
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    Philip、

    您可以在连接了仿真器的情况下运行它的出色功能!

    这可能是由中断引起的、请检查您的 PIE 矢量表以了解哪些矢量可以将您发送到未处理的 ISR。 请注意、矢量表可能会在器件停止之前保留几个地址。

    此外、请检查中断标志、NMIFLG 寄存器和 PIEIFRxx 寄存器。 这将有助于确定中断是否会导致该中断"退出预留"。

    有一个非常特殊的中断、我想让您了解一下... 请参阅以下 SPRU430的摘录

    如果您确实遇到了非法指令陷阱、则堆栈上会有一些信息告知我们非法指令在存储器中的位置。(请注意、此中断不会在 PIEIFR 寄存器中指示)

    您是否能够对电路板上的任何信号进行检测? 观察 XRSn、VDD、VDDIO 和 GND 可能会很难找到分辨率。

    此致、
    Cody  

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    Phillip、  

    我只是想检查一下您的调试是如何进行的。 您是否取得了任何突破?

    谢谢、
    Cody

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    Cody、

    我们一直在尝试使用连接到格栅火花点火器的线圈环(奇怪但有效)在台式装置上引起 DSP 锁定(即 PC 变为随机)。 火花点火器装置可以轻松地使 DSP 复位或锁定(正如您所想象的那样)、但也很容易地夹住 JTAG 调试器。 我最近从我们的生产设施收到了一批电路板、据报告由于"死锁"而失败。 我能够"选择"一个在保持 JTAG 调试器连接不变的情况下表现锁定状态的板(Hooray!)。 我正在检查内部寄存器中是否存在任何意外的内容差异。 下周初,我会更了解,因为他们有很多东西要检查(细齿梳齿)。 感谢您触摸底座。

    Phil

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    Phil、
    根据我们 FAE 的通信、似乎解决了这一问题。 请关闭此主题吗?