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USB的VREF电压内部原理是什么??

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1#
发表于 2013-11-22 10:04 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
如题,设备在低温-40度时U口不能识别,现在抓到VREF电压有问题,应该是1.1V  ,在低温时升不起来,如图,只有一个脉冲。* C) M+ A& U9 j0 q* K) h
不了解VREF内部原理是咋样,请各位给分析一下

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IMG_20131121_1706531.JPG

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 楼主| 发表于 2013-12-11 14:25 | 只看该作者
Vincent.M 发表于 2013-12-10 18:12( r& P, T0 q3 c. ]9 T, ?# d+ q" k" z
有结果了吗?' ]9 V" H9 K/ p( f+ v: F
先看芯片本身支持的工作环境吧。, Y) y5 y  L3 i4 ?
而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。
1 T$ d  h' B; R0 p, x
USB PHY厂家仿真说是在-40度没有问题,说要准备做FIB测试了,他们正在输出方案。
+ O1 K* k$ }# j; n是在-40度保持了一段时间出现的问题,但是在-10度至-40度之间都出现过这个问题,不一定非是-40度的情况。而且如果我们的设备通电状态下放到低温中,断电再立即上电是没有问题的。4 t/ k7 L- z3 w) B/ j4 F( ^
板子原理非常简单,只有一个U口电流,1117电源,和主芯片一个。无钽电容电解电容,全部是瓷片电容。
. z8 w) _7 L  `2 m低温下各种仿真条件:  V) ]5 D  y* Z9 {5 y
1.VDD=1.62V ;  VCCA1= VCCA2=2.97V
6 G9 K$ F1 X. H2 a1 a; Q, f  ~mos           section=ss
: u( K# C! |1 D- {2 Z+ f2 @transistor  section=bjt_ss
6 l6 b9 T* M" n) r: _/ d4 D/ Uresistor     section=res_ss. K' G2 k7 G$ r2 @* o
2.VDD=1.62V ;   VCCA1=VCCA2=3.63V
; g+ \( z* n7 q( S( ?+ d, c# t& Gmos           section=ss- D/ {$ V7 c4 x0 _
transistor  section=bjt_ss
8 g' B3 |/ ^- n/ W; `4 Kresistor     section=res_ss( H& d0 H5 D& e; \2 g& ^# U/ G
3.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V* U$ p2 o0 B/ c- i
mos            section=ss
. _. r% U7 e3 i- H3 _transistor   section=bjt_ss
' F" E9 j8 w  j, P+ dresistor      section=res_ss
# l* X5 i! d3 E/ x4 G4.VDD=1.98;   VCCA1=VCCA2=3.63V- H! p/ u+ f1 i( c2 l# [  P
mos             section=ss' s& ]1 e2 v3 e
transistor    section=bjt_ss
" {, L$ a2 b. tresistor        section=res_ss
/ G' n- m' S4 U& O5.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=2.97V. J9 g+ U5 C3 ]6 E! g
mos           section=ff$ n# J' K7 W5 l
transistor  section=bjt_ff
& [: g- ^$ j0 @resistor      section=res_ff
& u3 [2 Q6 x) h, ]6.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=3.63V  C7 u/ A; _2 A
  mos            section=ff
+ U/ B$ {( B# Y* t  transistor   section=bjt_ff
1 v0 J6 a  u+ h" C$ `0 I/ u+ m: w" V  resistor      section=res_ff& D; p, n* V4 L
7.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V' I$ o1 A- `- L3 r4 P
   mos             section=ff
8 F$ t" {3 a* @" Q   transistor    section=bjt_ff: Z. B$ x2 h9 I0 O3 N
   resistor       section=res_ff0 E9 f2 [" s2 ~+ u9 r9 Q
8.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA1=2.97V
' k0 r4 {: k" o0 c8 Z2 `    mos              section=ff3 H- a6 ?: }7 d7 N/ j
    transitor        section=bjt_ff
+ D4 x& P& K; p6 S/ h    resistor         section=res_ff" Q1 n/ P8 o4 M- M, v% ^

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 楼主| 发表于 2014-1-2 11:19 | 只看该作者
问题解决了,是芯片内部的原因,做了FIB后低温高温测试都正常了,原因是内部有对温度敏感的器件。
$ L0 t) p, x" K以下是客户的回答,也谢谢大家的关注。
& |* `* r+ l' z0 q# O3 K我们这边研究分析后认为,2、3、4点基本上都是纯数字逻辑,而数字逻辑在低温下出错或出现timing问题的可能性很小。因此我们将重点怀疑对象放在了PHY的linestate输出即HS linestate的检测上。虽然在现有工艺模型的各个corner下我们仿真验证都没有发现问题,但考虑到我们linestate 检测所用的比较器中有使用与温度相关的PTAT电流,因此我们推测和低温下该电流有关。& X* U& \- c) ~
实际上我们对设计进行了恶化仿真与分析,当我们将设计中的电流人为降低到30%后,在低温下仿真会看到linestate的检测出错的情况。原因主要是由于电流过小后比较器中部分器件工作到了压阈值区,比较器增益下降,比较出错。5 A# _5 G. ~$ `
在FIB方案中我们将该电流增加了一倍,从FIB测试结果看,我们的推测是正确的。但由于现有模型仿真上无法验证到该问题(我们之前应贵司的要求做了各种低温仿真),因此我们推测可能和model的准确性有关,也有可能和生产中poly 电阻的偏差有关。
) }. Q9 A% W6 \* ?7 ?: V# v

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 楼主| 发表于 2013-12-9 10:48 | 只看该作者
多谢大家回复,问题正在查找中,找到USB PHY厂家 抓了握手信号后,他们分析的原因是
; q4 N( N! H. S; G! x$ B4 q' {. h1.             此时PHY的linestate输出不正常;
6 y/ j' w" d# o* Q2 ~( B- E/ P3 N2.             SIE检测linestate出错;
$ U; Q8 a. D# I% d9 L3.             SIE检测到Chirp-JK至驱动TermSelect出错;  O; W* D% s8 |; |3 t9 |
4.            PHY内部的45R终端电阻或控制出错5 l; {1 r. l$ A  G* H/ a4 C9 g
  k5 k' I* V$ d5 w, {3 x* R( \
对芯片内部的东东一点都不懂,他们说今天给回复,我会及时更新问题结果告诉大家' ?$ ?" y7 g/ E* |' |) D1 ]7 K" O2 c

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2#
发表于 2013-11-22 15:09 | 只看该作者
可能要检查下系统的时钟有没有正常起来,各电源电压是否是正常等......

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3#
 楼主| 发表于 2013-11-22 17:02 | 只看该作者
qiangqssong 发表于 2013-11-22 15:09
" R& j8 U$ b; A+ t7 ?可能要检查下系统的时钟有没有正常起来,各电源电压是否是正常等......
* {, y% G6 G  c9 f) o5 T
电源电压  时钟  复位  都是正常的 ;% ~8 `" D' ~5 k5 W# }/ w
今天问了一下同学,说是这个ref是内部与D+通过电阻连接,作为设备枚举使用的。
$ `$ v. H0 a0 A' H但是还不太清楚内部是怎么回事  低温为啥电压 就不正常了

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4#
发表于 2013-11-22 17:44 | 只看该作者
USB的不太清楚,但是一般IC内部是有一个bandgap产生VREF输出的,但是这个bandgap的特点就是温度特性比较稳定,建议可以查查给bandgap供电的电源是那个?是不是有问题?

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5#
 楼主| 发表于 2013-11-22 18:02 | 只看该作者
kobeismygod 发表于 2013-11-22 17:44
# F1 k" |2 q0 C5 \USB的不太清楚,但是一般IC内部是有一个bandgap产生VREF输出的,但是这个bandgap的特点就是温度特性比较稳 ...

4 W3 j# i2 O$ K( k) J我们这个芯片只有3.3V供电,其它的是芯片内部做的转换。你的意思是 芯片内部bandgap的电源有问题?$ _5 N6 x1 l5 k8 W9 q

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6#
发表于 2013-11-28 17:44 来自手机 | 只看该作者
常温下让vref尽量高不就行了吗?

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8#
发表于 2013-12-6 17:21 | 只看该作者
常温正常?如果只是低温不正常那就查芯片电容吧。

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9#
发表于 2013-12-6 17:42 | 只看该作者
先確認芯片工作溫度範圍有沒有支持 -40度C。芯片工作溫度沒有支持 -40度C,不管怎麼調整USB都不會工作,即使有一、二芯片個會工作,那是算你幸運,不保證你的上千上萬的產品都會順利工作。

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12#
 楼主| 发表于 2013-12-10 16:12 | 只看该作者
wesnly 发表于 2013-12-10 13:22
# G- W# c# c5 a* u. G0 N查电容

4 Y1 X0 @) w# E; e4 U8 ~大侠能说的具体一点吗?  查电容是基于什么考虑的?' q; B! P5 z' u) G  W/ e1 q
知道在低温时电流会消耗增大,特意在电源那加了一个100UF的电解,没什么效果。
) z; F  e. o# T9 s, \: @. }我们这个芯片有多种封装,我实验了64pin和80pin的芯片且电路不同,都出现了低温U口不识别的问题。

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13#
发表于 2013-12-10 18:12 | 只看该作者
有结果了吗?1 Q& m4 `; z0 i
先看芯片本身支持的工作环境吧。
  d( b# G  Q- p3 [4 s而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。
5 j( o, M" @' M芯片如果支持-40°,那么再去查外围的吧,而且MLCC在-40°一般不会有问题,除非你有普通铝电解在用。) H0 J7 M9 {/ i* q2 t
希望你给出更多的信息才好判断.
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