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USB的VREF电压内部原理是什么??

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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。
, y5 O+ U) b* [6 u' ]( ?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
; C& i* d' p9 p  `2 W1 w! o有结果了吗?
0 R" d, O* z" Q先看芯片本身支持的工作环境吧。
& N# L) P, k9 O! ^* k5 C5 C而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。
* s5 }) L' O/ w7 ]9 W: Y
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。
. U* U+ ?) Z- [  @, C$ P5 O( y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。  Z$ R) p+ Y' l" t$ O8 N, R1 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。
" F( d2 R- L. P低温下各种仿真条件:
; y6 z. _' \& F1.VDD=1.62V ;  VCCA1= VCCA2=2.97V* v# @; A3 a4 {3 x4 Q: t# B- l
mos           section=ss
' j& A2 N& |' M  Y8 u2 Ktransistor  section=bjt_ss5 A) L9 p5 P: p9 {2 s6 n) \  u  [
resistor     section=res_ss
, D7 }' t( r8 K. U# P2.VDD=1.62V ;   VCCA1=VCCA2=3.63V
4 W; G- d2 e6 w$ z9 q/ @mos           section=ss
- b$ X9 ?, {" I- s) f- Vtransistor  section=bjt_ss5 F2 ~6 Q- g0 g/ V& |9 o* J
resistor     section=res_ss
; Y/ P: R( I; A# ]4 f/ p3.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V: U$ m$ |6 G' x3 B" U
mos            section=ss
2 Y5 t2 \, r5 |9 S- Etransistor   section=bjt_ss. t( E5 y/ i- J5 t$ |' \
resistor      section=res_ss
% z1 z, r* [" N0 n7 z8 @+ e4.VDD=1.98;   VCCA1=VCCA2=3.63V
1 @6 Q4 J3 k* R) F9 x; P" I9 w) gmos             section=ss
* P' o  i9 y: T, c' L  I( gtransistor    section=bjt_ss6 ^) r% i; J. X( B) Q3 v2 e* D: R
resistor        section=res_ss
9 W. X2 p0 I/ \1 j' h! L- Y5.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=2.97V" e3 T& I6 }, \; E
mos           section=ff
2 [! E" m# H; Z: @. Itransistor  section=bjt_ff
0 o* k: e& h2 ~7 P" qresistor      section=res_ff
% q- ?# X% E  P# W! F4 |. X6.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=3.63V
7 @4 t# k# \) s; m2 M3 r" S  mos            section=ff6 }2 T1 p7 N, O+ j# ?9 q
  transistor   section=bjt_ff
1 y9 l9 D0 Q. P) k, g9 r  resistor      section=res_ff! [4 u4 g) {8 R  b( p  z
7.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V
* m! R; r8 v3 ?   mos             section=ff
% w5 z9 T7 d0 {: G, y   transistor    section=bjt_ff
% J5 O" P4 T3 m0 v7 r   resistor       section=res_ff6 G6 a- p: u# D# y2 b6 k: M0 I0 X
8.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA1=2.97V) e% A0 d) N2 r; Y5 ]. G4 K" F
    mos              section=ff; Q# G% c" }# D" H2 C5 a* l6 o) Q
    transitor        section=bjt_ff0 _2 G% X" N' q7 \$ c! g/ f
    resistor         section=res_ff# U$ H9 j$ Z- J5 ^' S9 c. h

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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。
7 l5 o& g0 F4 Z* e. X; T6 m以下是客户的回答,也谢谢大家的关注。
# O- a* `( @$ {7 d( X5 M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。
% _" p8 R* }1 C$ A" E' U6 M" p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。
/ x6 K) r" u6 T% C- H- w! J8 j( ?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。, i" _( O! ^& @, I' M

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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
  c) I# {' m5 }. m3 x1.             此时PHY的linestate输出不正常;
; C8 y9 t5 F% s# E# D- K7 ]6 k  |2.             SIE检测linestate出错;3 K- A) |* I! F
3.             SIE检测到Chirp-JK至驱动TermSelect出错;7 a+ F6 t- n) }3 t
4.            PHY内部的45R终端电阻或控制出错
7 \+ L. O4 R: p! U* \# S% U) K0 W. j5 V# V
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
, ^" d8 {! p: I4 _, \% ~

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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! K" ^  J9 @* t/ F% n  q1 M/ h
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......
" u# ?6 V: P" W4 k- {
电源电压  时钟  复位  都是正常的 ;
8 r& W, @3 {' b5 x/ z# l2 B% ~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。
1 |7 s8 L/ M$ N- L0 t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) f/ g0 [! x0 e3 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 ...
! U' K0 V) z  r4 T8 ^; C; 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?
/ R4 |0 i5 |. g- U' `6 S2 b- f

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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
$ i- i3 g  U& M, k2 Y查电容

  w& c/ w( B) N# {1 C/ U大侠能说的具体一点吗?  查电容是基于什么考虑的?
9 q" g" l* E& V+ m7 D# y9 Q* f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。
2 l; o  F2 `' w3 d$ p8 g" q4 n9 i1 T  n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?
, f3 ^7 [4 d( O' S先看芯片本身支持的工作环境吧。6 p/ Z/ H3 o0 N! c" P
而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。
3 N% ^; y/ p/ n. t- P3 T" L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。; J9 e7 j% v/ x1 o! ]
希望你给出更多的信息才好判断.
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