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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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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。
" A6 V: V* }* k3 v. C  M6 s5 p不了解VREF内部原理是咋样,请各位给分析一下

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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 18:124 U1 T6 H% Q( P0 |, j
有结果了吗?
% H3 J( V; x9 U$ s先看芯片本身支持的工作环境吧。
4 r' I- q; Y( L) o而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。
4 j3 b" e0 z: F5 j) S/ s' @" O4 i: g# l
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。
0 p' K7 m& ?4 i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。
$ L- y; p' }9 Z  f, A, Q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。4 [5 f7 T: c1 T
低温下各种仿真条件:
  ~  U- n8 a6 ?1.VDD=1.62V ;  VCCA1= VCCA2=2.97V
( Q$ E( a) z( Z( Z% G' lmos           section=ss
* ^7 B! ?$ _7 c3 }/ m% ?transistor  section=bjt_ss+ S; W$ v  _0 F* z. [
resistor     section=res_ss: R$ x  d$ T8 h; a, g) e
2.VDD=1.62V ;   VCCA1=VCCA2=3.63V" F$ `& w2 [# A/ S- b4 O
mos           section=ss
. l& y3 I2 d; Etransistor  section=bjt_ss; I7 h$ S, F3 l; D
resistor     section=res_ss% n1 w( r& x) H/ E. {' E+ y
3.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V! ^& z' C5 p' ]4 z; [4 F
mos            section=ss
) g; A. e8 P- P% j2 Qtransistor   section=bjt_ss2 K9 w  I, E5 J+ g" @1 L  v
resistor      section=res_ss
" |& X# q# K& J( ~  W. j# U4.VDD=1.98;   VCCA1=VCCA2=3.63V
3 a1 S7 t! x! v/ u' imos             section=ss+ x: ]# E. ]! u; t. G6 n+ c
transistor    section=bjt_ss/ U' L, S9 f3 z( q0 G3 W) I: ?
resistor        section=res_ss+ g2 w2 _7 m  C! }$ T% {% U; S. }
5.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=2.97V
! d7 x: k& {- W, C# Hmos           section=ff
' ~& {4 U. k. J- F. Z$ x, _9 Dtransistor  section=bjt_ff" n( ~  i9 t; @: q. l
resistor      section=res_ff1 b6 T3 o4 {& w9 s
6.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=3.63V  S5 {0 O% ~3 A; b& P. d% O
  mos            section=ff: o) B& u% {) x* p3 Y, [# T/ v' A
  transistor   section=bjt_ff
- R7 ~+ k; k% J2 P7 k/ g/ }  resistor      section=res_ff
7 B( F, Z" d; D7 N7.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V) S' \+ w( v! Y) P
   mos             section=ff/ H$ j) K. ]; o; A- S$ ~
   transistor    section=bjt_ff
* t, l# T9 Z0 J$ ]   resistor       section=res_ff
7 P: u6 ^7 A9 ]8.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA1=2.97V8 P# x& B7 U/ S+ p
    mos              section=ff
" |6 a' [" G6 ~' s    transitor        section=bjt_ff9 |$ X: d$ K& Y6 K6 }  }
    resistor         section=res_ff
5 y2 D- V; C  J/ B4 {0 a

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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 q1 V% ~4 _* U2 e6 r$ W以下是客户的回答,也谢谢大家的关注。7 Q( ^4 S) _5 v+ P/ }% Z
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。7 g) \) u) r+ _$ Q, _2 ^" k+ K
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。8 f/ @' P7 Q* z3 U) B. P
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。7 L8 r( B3 u; Z9 n6 w- c! C( S

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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
% Q) Z; O$ Y  X: t! e9 j& \1.             此时PHY的linestate输出不正常;
- p9 G. o$ t' M' x2.             SIE检测linestate出错;
2 }0 ]+ j# k" O" r& q3.             SIE检测到Chirp-JK至驱动TermSelect出错;. j/ `" i  \- C
4.            PHY内部的45R终端电阻或控制出错& }( F1 O& ~, G4 @! @3 K

$ D$ t5 K" {# Q6 l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4 _' m: j3 k7 Z. i

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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 15:096 J5 ~* \' y, Q: @5 @
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......
  u9 N% p3 Q  f& J+ V- Q
电源电压  时钟  复位  都是正常的 ;
$ x' C+ m! D! z2 G  G, m4 C0 `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。8 I, P$ I* w2 N
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
+ }/ }" U! |, z( r, qUSB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 ...
1 L; D4 Y. ]0 U! J4 c3 ?8 |0 e* D
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?2 @2 `4 F8 t6 w+ ]# C) s: ^* ?

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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; J; U/ q/ q$ j; d4 k/ q  K3 f
查电容

8 K. N# Z; X7 ^; h3 z/ P大侠能说的具体一点吗?  查电容是基于什么考虑的?+ \6 {! p; {- j' c& y
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。
5 I+ V$ I2 S. m) R1 r' N4 a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?
. U, }2 I3 v0 g% ~7 F先看芯片本身支持的工作环境吧。
" @8 A1 G9 y! I( {% `; u而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。: I( z1 F) f: P' p6 ?) C/ 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。
; u8 G  i" Z* d# A# f5 @希望你给出更多的信息才好判断.
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