标准JTAG和SWD插座为何少见热插拔损坏引脚？

只看该作者 · 2022-5-11 15:18

本帖最后由 onemoren 于 2022-5-11 15:19 编辑

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   带电热插拔有机率损坏IO口，尤其是IO端口无做外部静电、过压过流防护的情况下。但大家有没有留意过，平时调试MCU、产线烧录MCU都用JLINK或其它工具通过JTAG/SWD端口进行大量、频繁的操作，为什么少见编程引脚损坏？
   其实，现实情况是，凡是使用标准20针JTAG/SWD简易牛角公母接插件进行热插拔，就极少见编程引脚损坏；但因为20针座太占PCB面积，所以很多硬件工程师会将20针中的9个GND缩成一个，比如SWD最终只留4针：GND VCC SWDIO SWCLK，然后在产线做批量下载时，时有编程口IO损坏的情况。
   热插过程，如果两个系统的GND先连接，则无论是IO还是VDD产生了快速高压，都能通过芯片内部（和芯片外部）的ESD泄放电路将有害信号导入大地；如果GND连接前，其它信号针先连接，这些先连接的信号上如果产生快速高压，由于GND还未连接，这些快速高压就会去找GND，会通过已连接信号线流回另一系统，由于自己系统中的GND未连接，所以芯片内的ESD泄放电路未能开启，有害信号可能流经芯片然后返回另一系统，造成芯片损坏。
   尝试过将两个系统的GND先连接(如MCU主板的地和JLINK的地)，然后反复带电热插拔，不会产生失效。
   所以大家如果发现带电热插拔经常损坏芯片引脚时，可尝试先将两个系统的GND连接起来，再进行带电热插拔，对比一下效果。当然，如果你设计的电路板是通过弹簧探针进行软连接和拔出的，可以将GND的探针加长，这样，在接入操作时，GND会先接触，在分离时，GND会最后分离。
我的建议是，如果你的板存在经常要带电热插拔的接口，最好参考标准的JTAG接口设计。在信号的同一行，都加GND针，GND将其它的信号包裹住，另外就是牛角母座4个方向都有垂直的导板，公头接入和排出时，都是平行垂直的，保证了GND同步接入、不会最早拔出。