[参考译文] TPS23880：I2C 总线上出现意外读取错误

Jiri、您好、很抱歉、由于我们目前在应用程序支持上排了大量队、因此这里出现了延迟。 您是在自己的电路板上测试还是在 EVM 上测试？ 如果您自己的电路板、您是否曾尝试在相同条件下在 EVM 上的 I2C 上进行通信、只需查看您是否可以重现问题？ 谢谢！  

您好、达尔文、

测试 是在我们自己的电路板上进行的。 在实验过程中、验证了电隔离层两侧的信号完整性。 同时 、示波器对通信进行解码、以消除软件中出现误解的可能性。  理论上、我们可以尝试使用 EVM 复制实验、 但目前我的 SW 部门同事正在休假、因此我必须等待他返回工作岗位。  但是、我们确信通信清晰、不会受到干扰、并且在 I2C 事务级别上不符合预期。

为了解释我们是如何发现问题的- 在测试设备时、我们观察到偶尔从电流测量寄存器中读出的值过低。 首先、我们测试了所测试的 POE 器件上是否存在电流下降。  当我们验证 POE 器件的电源是不间断且稳定的时、我们重点关注与 POE 控制器的通信。 经过多次实验、我们观察到、读取寄存器时的意外值与中断寄存器中当前的值相对应。  另一项调查结果是，有些登记册比其他登记册更容易受到这种误解。

您好、Jiri、

感谢您的回答。

作为供参考、我想告诉您、我们的 PSE 专家将在8月30日这一周结束办公、他的回复将延迟到该时间。

此致、

Brett Colteaux

你好、Jiri、很抱歉耽误你的时间。 这是非常不寻常的。 您能否发送原理图进行审阅？ 为了了解问题的范围、您拥有的所有电路板是否都存在这种情况？

您好、达尔文、

随附了部分原理图。  

在我们所有经过测试的电路板上都观察到了该问题。

现在、我的同事在 TI EVM 板上准备了相同的测试。

您好、Jiri、

感谢更新、查看 EVM 是否也表现出这种行为将会很有趣。 如果您无法在 EVM 上进行复制、有几条评论吸引了我对原理图的注意、1.5k Ω 上拉电阻看起来很低、我通常看到5k 电阻。 此外、ISOW7841建议的最小电压为3V。 这非常接近3.3V 电压轨、而我们使用的是 ISO7731、它具有2.25V 的最小建议电压、并为3.3V 电压轨提供足够的裕量。

如果您认为 EVM 工作正常、这些注释可能有助于进行调试。 这是我可以指出的主要硬件差异。

您好、达尔文、

感谢您的建议、但3V3电源轨在大功率储备下保持稳定。  当然-  我们首先检查的是 I2C 的信号完整性。  在具有 I2C 总线解码功能的示波器上监控所述的行为。  因此、我们可以说 I2C 通信是干净的、不会产生干扰(从模拟的角度来看) 、但控制器会意外响应(查看解码的通信序列)。 一旦我有新信息、我将给您写信。

解锁

感谢您解锁线程。

我们能够再现使用带有子板 TPS23880EVM-008的评估模块 BOOST-PSEMTHR-007所描述的问题。
该 EVM 通过 USB 接口适配器(J2)连接到器件的 I2C 总线、子板已将 I2C 地址设置为20h。
我们使用 I2C 寄存器访问配置 A (8位访问)。

我们能够以最快的方式重现行为的测试案例：
我们打开 EVM、通过 I2C 写入以下寄存器、通过诊断/手动模式打开所有 PoE 通道：
地址20h：
 运行模式寄存器(12h)值55h
 断开使能寄存器(13h)值00h
 功率优先级/2P-PCUT 禁用寄存器(15h)值0Fh
 2x 折返选择寄存器(40h)值 F0h
 电源使能寄存器(19h)值0Fh
地址21h 也是如此。
然后、我们在器件中运行代码、该代码从无限循环中的 I2C 地址20h 读取器件 ID 寄存器(43h)、并检查其值是否为0010、0001b (21h)。
大多数读取的值检查都正常、但大约10分钟后、我们读取了83h。 在10分钟内、我们执行大约50000个读取周期。
我们假设值83h 与中断寄存器(00h)的内容相对应-它在 PoE 通道开启后包含83h、当我们通过读取相应的事件寄存器清除某些位时、我们使用读取循环读取该值。

为了更快地重现问题、所有 PoE 通道都需要打开、我们读取器件 ID 寄存器、我们只需检查该寄存器、问题就会在最短的时间内出现。

您好、阿尔斯、

一旦问题再次出现、0x43寄存器是否恢复或保留为0x83？ 寄存器0x41的值是什么？ 您是否从寄存器0x06、0x08、0x0A 中获得了任何其他故障？ 谢谢。  

尊敬的 Penny：

我的同事 Ales 在1月3日之前不在办公室  但 我将尝试回答您的一些问题。

检索意外值仅限于单次读取。  预期值0x21已在下一个读取周期中返回。 ID 寄存器的错误率约为1/500k 次读取。

问题不限于 ID 寄存器。 读取器件 ID 寄存 器只是引起故障读取的最简单方法(因为我们知道要读取的值)。 但最初我们通过读取 电流测量寄存 器发现了该误差、当时我们的测试软件报告了 POE 负载上的电流下降。  根据测量结果和后续分析 、我们发现负载上的电流和电压稳定、 问题是从寄存器中读取错误值导致的。  在这些测量期间、我们在独立器件上捕获了 I2C 通信。  在通信分析过程中、μ Aleš 发现异常值与中断寄存器的当前值相关。  我想他说过，不同的登记册读数失败 ，概率也不同。  换言之，有些登记册比其他登记册更经常失败。

谢谢、祝您愉快

您好、Jiri、

感谢您的更新。 我将等待阿尔斯回答其他问题。 我需要他确认0x41寄存器值和故障寄存器值、以确定在该故障阶段是否发生了 SRAM 故障。 我建议在每次读取之间添加一些延迟、看看问题是否可重现。 谢谢。  

尊敬的 Penny：

您的问题有解答：

-寄存器恢复：
正如 Jiri 所写的那样、在重现此问题后、0x43寄存器在下一次读取中恢复到默认值0x21。 问题是、平均周期为500k 次读取。

-寄存器0x41的值：
对于寄存器0x41、我们观察到了同样的问题-默认值为0x00、在几百次读取后、我们读取值0x83一次、寄存器在下一次读取中恢复到默认值0x00。

-来自寄存器0x06、0x08、0x0A 的故障：
对于寄存器0x06、0x08、我们观察到与寄存器0x43和0x41相同的问题-在对预期值进行数十万次读取后读取值0x83一次。
对于寄存器0x0A、我们也观察到了这个问题、因为该寄存器是读取错误值的周期、甚至更短-我们观察到在几千次读取后读取值0x83一次。

我们检查了更多的寄存器、没有观察到寄存器0x1B 的值发生变化-我们读取了正确的默认值0x55
500多万次读取。

我们在读取和使用寄存器0x0A 尝试之间增加了100ms 的延迟、该延迟周期较短-问题仍然可以重现
在几千次读取后具有一次类似的速率(仅测试运行时间更长)。

谢谢、祝您愉快。

您好、阿尔斯、

您好像没有将 SRAM 代码加载到 TPS23880中。 您能否尝试将 SRAM 代码加载到 TPS23880并查看问题是否仍然存在？ 您可以访问 TPS23880产品文件夹 并请求访问 SRAM 代码。  请按照 此应用手册 和 参考代码 加载 SRAM 代码。 谢谢。  

尊敬的 Penny：

我将 SRAM 代码加载到 TPS23880中、现在寄存器0x41的值为0x02、并执行相同的读取测试。
该问题仍然存在、但某些寄存器存在差异：
 -寄存器0x43、0x41的行为相同-在几百次读取预期值后读取错误值一次。
 -寄存器0x0A 的行为相同-在几千次读取预期值后读取错误值一次。
 -对于寄存器0x06和0x08、我没有观察到改变的值。

谢谢、祝您愉快。

感谢 ALES 的更新。

当您读取错误值时、错误值是否始终为0x83？  如果是这种情况、您能否添加一个权变措施、即如果读取0x83、则执行另一个读取以双精度检查该值？ 谢谢。  

尊敬的 Penny：

我们发现错误的值与寄存器0x00的值相对应-在上述测试设置期间、它是值0x83、但它可以包含其他值、例如、在清除其位后、它将包含0x00、我们将读取错误的值0x00。
我添加了对具有电流(0x30)和电压(0x32)的2字节寄存器的检查、并且我观察到了与寄存器0x43和0x41相同的问题-在几百次读取后、有一个字节发生了变化、例如、寄存器0x30的值为0x0000、 值0x0083错误、寄存器0x32的值0x3803错误、值0x3883错误。

可能会使用基于另一个读取的权变措施、但在这种情况下会更复杂。

是否可以在您的设施中重现此问题？

谢谢、祝您愉快。

您好、阿尔斯、

抱歉。 我们的团队的带宽非常紧张、我们无法创建脚本并运行此测试。 短期 而言、是否可以 检查寄存器值是否包含低半字节或高半字节的0x83、以确定问题并执行第二次寄存器读取。 谢谢。

此致、

一分钱

尊敬的 Penny：

如前所述、从寄存器读取的意外值与中断寄存器的值相同。  芯片打开后、值0x83在中断寄存器中、但在运行期间、值可以是任何其他值。 因此、如果从寄存器读取0x83、则验证值不是可接受的问题修复方法。 例如- 如果我们处理所有挂起的中断、 意外的读取值将为0x00。

Jiri

您好、Jiri、

是否可以使用 TPS23881运行测试？ 这是一款较新的器件、与 TPS23880引脚连接至 PON (仅需将 Rsense 更改为200m Ω)。 除了当前读取因子和 SRAM 代码外、FW 应兼容。 谢谢。

此致、

一分钱

尊敬的 Penny：

是的、如果 您可以向我发送 TPS23881样片、我们可以使用 TPS23881运行测试。  该组件目前 无法从标准分销商处获得。

Jiri

您好、Jiri、

您能否与您当地的 TI 代表合作、在 TI.com 上提交 ZS 订单申请？ 谢谢。  

您好、Jiri、

我已联系 TI 当地代表、他们应联系您以支持样片申请。 谢谢。  

此致、

一分钱