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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。
# [! I; H. L. }5 Y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. I$ \6 @7 V2 Q
有结果了吗?
4 h# O/ }) C# `1 H. h+ g" E0 \先看芯片本身支持的工作环境吧。) \2 F/ b5 S$ h9 J
而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。

! ~. I1 V$ X2 a  ^5 j2 C( eUSB 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。1 k# i  Q5 @& u7 E; c& ?( t, H$ T
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。
5 L5 L& _" H( w: x% ?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。& M5 r9 [2 ]- L0 z5 l- N. M$ y% ?
低温下各种仿真条件:
3 v. z2 A6 [- \+ Q2 c8 ^% W$ a' t8 u1.VDD=1.62V ;  VCCA1= VCCA2=2.97V0 q; t+ Z+ V; I  @. w8 \
mos           section=ss# y, R) N0 T, w% T4 r+ R
transistor  section=bjt_ss% t* ?" ^/ x4 E& C" Z
resistor     section=res_ss* `& z; X7 p6 n1 ^' C6 l
2.VDD=1.62V ;   VCCA1=VCCA2=3.63V
4 S0 n' i; g$ H- c& T4 g. pmos           section=ss7 `2 m' x% E' O
transistor  section=bjt_ss; c+ }6 {! l0 _! z1 ], G4 u' A+ j
resistor     section=res_ss4 V3 U7 Z4 A, c
3.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V2 n  R2 A& }3 m4 C
mos            section=ss
' G1 R* u" W$ z! Y' K/ utransistor   section=bjt_ss
- e- W; ~9 m$ j2 c2 B" [resistor      section=res_ss
5 T1 m4 W2 ^. r4.VDD=1.98;   VCCA1=VCCA2=3.63V$ W( H; }7 V7 [2 v
mos             section=ss, s) e" o1 s: g* U8 H9 X, \
transistor    section=bjt_ss
$ _% L& w& Z2 }) |. }" h, \% T1 eresistor        section=res_ss' U' C3 X9 d2 D9 z( P5 O
5.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=2.97V
9 D6 X. A( E& l* K( j0 r9 U% a' amos           section=ff
8 J2 d" z; D8 l4 Itransistor  section=bjt_ff" j: s' `, L5 V, M9 c( S
resistor      section=res_ff
# w' y6 i+ I* ~8 Z4 H+ S" ~" X6.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=3.63V$ u, @6 r) @' _  c7 l' T, J
  mos            section=ff
* k4 v5 ]" D7 ^1 c  transistor   section=bjt_ff
3 f* ]# G% H5 G" d! a  |8 E  resistor      section=res_ff+ N6 Q3 }/ Z! c
7.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V8 S: ?- E+ C3 k: v5 s. e$ q3 d4 u7 p4 `
   mos             section=ff
" R( C( d2 K+ ~, L: r   transistor    section=bjt_ff
! w' S: S  `- e- f* t. ~4 `   resistor       section=res_ff( x+ P' ^3 K, M, [# W' \0 ~6 L
8.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA1=2.97V
& ?* y' j- Q1 ]: e6 s$ z$ t    mos              section=ff; r. H5 F  T8 v+ f
    transitor        section=bjt_ff
& d% v+ E( k, }# u  @) `    resistor         section=res_ff: E  T7 \: o! n1 h8 |( J

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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。
9 ]! _* N+ j; `4 r+ ^以下是客户的回答,也谢谢大家的关注。  |3 m1 o' ?/ c# X6 U+ ], f" g: d
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。
% N' W* P6 G- Y5 o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。  |, K2 V  I* v4 A
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。
( O7 p6 Z: ]" U5 g$ [7 k/ F

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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
( @5 T/ \( N. R1.             此时PHY的linestate输出不正常;
4 V  w. ]! [+ q; ]  Z$ F" M1 S2.             SIE检测linestate出错;  b1 E( W$ k  [" \4 ]5 T# h
3.             SIE检测到Chirp-JK至驱动TermSelect出错;( E& W) [  j( f$ U9 \4 [$ W0 w
4.            PHY内部的45R终端电阻或控制出错) v1 V, ^. o/ d0 z2 _2 e

) N& Y2 G; N. u8 F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. w4 l9 K1 P# ~4 b

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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
& D' L6 f0 |4 h# x, _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......

: v' h3 A1 D, R& b电源电压  时钟  复位  都是正常的 ;7 b! J0 N( V2 U
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。9 n9 _3 ~* _0 u* A5 D. z/ B
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" s* C/ @! Y6 O+ p% O
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 ...
0 ]& }5 U( z& m" o
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?
% f! \  J* F6 u3 e

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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
+ n( G' }3 |% V查电容
: {/ n  p; F$ i) m3 U1 V
大侠能说的具体一点吗?  查电容是基于什么考虑的?
4 |. B% \$ j* m) M' n! C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。
  ~1 e5 i# s6 [8 j0 M6 n& I, X% n% Y4 }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?
' C8 G& T- V3 q2 ^- ~3 N  Q先看芯片本身支持的工作环境吧。
0 C0 K/ E* Y' s6 t8 _1 t而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。" s. h) `: l2 w% \% d
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。2 w5 X+ h' q3 U( ^
希望你给出更多的信息才好判断.
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