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[经验知识] 硬件工程师的思维-EasyARM1138故障分析

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 楼主 | 2020-3-29 11:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
    人总是有一些怀旧的,这不,前几天翻出压箱底的一些东西,发现10多年前买的ZLG的EasyARM1138的DEMO板,记得买的时候,想熟悉一下最新的ARM芯片特性,看看项目上能否用上。其实,陆陆续续买了很多DEMO板了,EasyARM2104、STM32F103之类的,当时是熟悉了,可惜项目都没有用上。想想ZLG推广的东西,也是命运多舛,ZLG推广的这些ARM芯片动不动几十元一片,人家ST的才10多元,我的很多项目,即使比较复杂的,用64K FLASH的51,也可以应付,才几块钱一片。
    DEMO板翻出来了,总得有资料和工具,看了一下,这个芯片是LM3S1138,依稀记得被ZLG大力宣传,很厉害的公司。进芯片网站一看,原来的网站不复存在,记得给TI收购了。进TI的网站看,根本没有这个芯片的资料,还好,IAR有这个FDTI的JTAG驱动,插入DEMO,可以识别。不过,我喜欢用KEIL的,KEIL没有这个板载JTAG驱动,无法用板载的JTAG下载。在TI的网站输入关键词,竟然找到最新的PC下载工具,下载还得用户注册过的,还提醒,这么老的不再生产的芯片,你要下载工具是干啥的?军用还是民用?填写民用,才顺利下载。靠,美国佬,咋这么多事呢?一个10年前的Cortex-M3芯片,还需要技术保密吗?
    下载出厂测试软件,蜂鸣器会发声,LED会亮,似乎一切正常。就加电放在一边了,干其它活了。不过时不时听见蜂鸣器响一下,有时候完整的,有时候不完整的,感觉好怪。等忙完其它事情,再仔细研究,确定这个板子有异常,有时候JTAG下载器都不认识芯片,有时候复位都不起作用,有时候好像一直处于复位状态。程序一开始就把LDO输出设置成2.75V,发现异常时,会自动变成2.5V的复位默认值。放大镜仔细看看DEMO板,焊接很好的,贴片的器件焊点不错。难道ZLGMCU的DEMO程序有BUG?难道这个芯片内置了美国军方的后门代码?怎么时不时处于复位状态呢?应该是复位电路有问题,眼神不好,MCU的管脚没有测量,测量复位按键按下时放开时电压正常,应该没有问题呀。只好带上老花眼镜用示波器测试MCU复位脚,奇怪,都是低电平,用万用表测试复位按键和MCU之间,开路的。最终发现串联的0欧姆电阻R29开路。补焊,还是开路,焊下电阻测量,果然是电阻质量问题。    一个0805的贴片电阻,贴片的没有人工焊接的,没有大电流的,开路了,真是百万分之一的概率呀!
好汉不提当年勇,如果是10年前,既然怀疑复位有问题,肯定立马测量复位脚了,奈何眼神不好,间接测量其它点,误导也。

复位电路

复位电路

EasyARM1138(V1.20)_SCH.pdf

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 楼主 | 2020-3-29 11:32 | 显示全部楼层
三十年河东三十年河西,公司是否厉害,还得看你能活多久。
有些公司有些芯片,可以用20多年。
比如NXP的,虽然从飞利浦到NXP,有些芯片一直供货了20年,还提前几年提醒用户找替代。
而有些公司,红极一时,才几年后,资料都找不到了。

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| 2020-3-29 12:55 | 显示全部楼层
电阻开路经常遇到,电阻失效的形式大概率是开路

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| 2020-3-29 16:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2020-3-29 16:17 编辑


只要懂一点家电维修技术,就知道CPU正常工作三要素:供电、振荡和复位!
这个根本不需要工程师的思维,维修工都知道,例如空调维修人员、电视维修人员等。不信就去家电维修铺打听一下。

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 楼主 | 2020-3-29 16:36 | 显示全部楼层
教科书式的教育,谁都会。经典的传统的MCU,供电、振荡和复位。
1、供电,现在很多MCU的供电电压很宽,和下载配置,或者软件配置有关。举例我可以4.3V低压复位,也可以2.8V低压复位。
2、复位,现在很多复位内置,低压复位、上电复位、看门狗复位、指令异常复位,等等。外部可能都没有复位脚。
  有些有复位脚的,可以配置成GPIO,和复位根本无关。有些上电默认是复位脚,然后软件可以配置成GPIO
3、振荡,以前一般是外置晶体振荡器,现在,即使有外部OSC引出脚,除了对时钟要求高的,大部分支持内部RC振荡器,精度可以做到UART通信没有问题,误差2%以内,常温1%以内。
往往一个可靠的MCU系统,复位振荡全内置的,抗干扰最好。

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| 2020-3-29 16:37 | 显示全部楼层


而且从维修过程看,并不熟悉复位电路维修方法,老司机一把镊子或一根电线就能解决问题。

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| 2020-3-29 16:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 king5555 于 2020-3-29 16:58 编辑

下载出厂测试软件,蜂鸣器会发声,LED会亮,似乎一切正常。就加电放在一边了,干其它活了。不过时不时听见蜂鸣器响一下,有时候完整的,有时候不完整的,感觉好怪。等忙完其它事情,再仔细研究,确定这个板子有异常....
今早我居然把这么长的帖子看完,平常都是瞄一眼。可以说楼主功底还是不错的。

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 楼主 | 2020-3-29 16:58 | 显示全部楼层
上述复位电路R29开路,我只是笼统结论。实际上,是R29接近开路,阻值很大不稳定,在几兆的数量级。ZLGMCU的设计,基本上只图外观整齐好看,根本不懂工程设计。复位电路,是核心敏感电路,外围器件竟然远离MCU,好长的走线。当R29阻值很大,MCU复位脚是低电平复位,没有内置上拉电阻。R29如果阻值不是很大,能克服复位脚漏电流导致的电平变化,正常是可以工作的,但是一有干扰就复位了。
在这里,我只想说明:
1、ZLGMCU的学生哥,毕业没几年,设计的板子和实际工程要求有距离。
2、芯片公司被TI收购,然后雪藏了,也许是商业因素。但是看看STM32F系列MCU的市场占有率,就知道,ST是一家实在的公司,产品适合批量生产,抗干扰是好的,用户使用是方便的。ST的复位脚,内置上拉电阻,即使上拉外部偶尔开路了,一样可以工作。

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 楼主 | 2020-3-29 17:06 | 显示全部楼层
有一个国产的STC单片机,成天吹牛抗干扰很强,但是又不说为何很强。
他内部如何做抗干扰设计,我就不知道了。
但是我知道,他的很多MCU,内置的上拉电阻,是4.7K这个数量级。
而很多其他MCU厂家,上拉电阻是10-100K这样的数量级。

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 楼主 | 2020-3-29 17:08 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2020-3-29 12:55
电阻开路经常遇到,电阻失效的形式大概率是开路

每次看见你,知道你叫叶春勇,但是内心一直记着的是叶咏春,每个人的思维真是奇怪,想改都难。

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| 2020-3-29 19:40 | 显示全部楼层
gx_huang 发表于 2020-3-29 17:08
每次看见你,知道你叫叶春勇,但是内心一直记着的是叶咏春,每个人的思维真是奇怪,想改都难。 ...

贴片电阻,陶瓷基内部碎了,大概率断路。我不觉得奇怪。

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| 2020-3-31 10:32 | 显示全部楼层
这个随笔写得好,我也读完了,工程师思维。

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| 2020-3-31 11:39 | 显示全部楼层
也许是摔多了,电阻就裂了

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| 2020-3-31 22:24 | 显示全部楼层
gx_huang 发表于 2020-3-29 16:58
上述复位电路R29开路,我只是笼统结论。实际上,是R29接近开路,阻值很大不稳定,在几兆的数量级。ZLGMCU的 ...

刚开始TI是LM3S系列,后来升级为LM4F系列,再后来变为现在的TM4C12x系列,其实是一路升级的。

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| 2020-3-31 22:26 | 显示全部楼层
硬件工程师的思维,支持下。

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| 2020-4-1 09:33 | 显示全部楼层
支持下,赞。

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