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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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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。
1 U: W( k  r" K不了解VREF内部原理是咋样,请各位给分析一下

IMG_20131121_1706531.JPG (96.58 KB, 下载次数: 1)

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( T( @! l9 f1 B; j2 u
有结果了吗?
0 L; z$ \" B7 Z) r5 I- G7 D先看芯片本身支持的工作环境吧。
: k' a0 c7 {2 i' I. m6 z而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。

" b3 }& P' g8 n  S" {6 d/ l0 zUSB 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。8 E( J1 M: o2 ]5 k
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。& X5 y2 q6 ^" m
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。8 \0 M1 V9 d+ q' U' P$ Z
低温下各种仿真条件:' [* N* }5 M. e& {- g
1.VDD=1.62V ;  VCCA1= VCCA2=2.97V8 i& q4 K* d  S# B
mos           section=ss5 {* D/ G) I. j7 A6 O; h1 \( D
transistor  section=bjt_ss2 M* d5 d( t5 w
resistor     section=res_ss
& y# p2 x  v" q$ F* f0 t/ S0 `2.VDD=1.62V ;   VCCA1=VCCA2=3.63V
" J0 L& [: q; ~! }( J3 hmos           section=ss
0 z) n& |2 n. ^6 P9 K+ x# atransistor  section=bjt_ss
# {) T9 J- y( e, D( J& i& nresistor     section=res_ss
% _4 f6 C6 s. k" u0 l0 u& {3.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V3 Y& K; n1 \  @5 i6 k2 T! V& C
mos            section=ss% ~: m( D+ b7 y
transistor   section=bjt_ss- o' s$ E7 O: {, i, Q
resistor      section=res_ss) d( o/ K1 S# X2 R
4.VDD=1.98;   VCCA1=VCCA2=3.63V' I" L' [6 V1 b0 ]
mos             section=ss6 B, ^: H! }7 ~# a$ Z7 D
transistor    section=bjt_ss0 A  Q- R  @+ d+ |) i  f1 b
resistor        section=res_ss
% s7 A" r. {" ?3 ?1 Z' K8 Z) Q5.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=2.97V' R- ~4 f5 |" I
mos           section=ff
1 y0 {( T- Z8 `1 c2 X: _transistor  section=bjt_ff/ M) ]& g9 R, O, L
resistor      section=res_ff
2 p5 l1 |: R: e( q. U: `; U' [6.VDD=1.62V;   VCCA1=VCCA2=3.63V
4 k9 ]  f" N" W9 ^) x: {2 v  mos            section=ff' _7 |) U' ^8 T5 F
  transistor   section=bjt_ff1 N; W+ e- Z5 y7 y+ F  _- Q
  resistor      section=res_ff6 @$ c% r5 s( g; `' ~+ o
7.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA2=2.97V. v5 O! k7 k- c) O$ P" K# o. B3 ?, J& T
   mos             section=ff" ?, P% U! L) O; a+ ]* ?1 z
   transistor    section=bjt_ff) w/ W, c6 c. o/ j) [- w
   resistor       section=res_ff8 Z$ ~' y6 l: B$ m) Q2 v  `  e
8.VDD=1.98;     VCCA1=VCCA1=2.97V
8 B0 f! P% s4 [4 [+ T    mos              section=ff5 E" p" o0 m5 D5 F+ m* b2 D
    transitor        section=bjt_ff
. q, T( l6 J1 V1 m    resistor         section=res_ff0 h2 M$ \1 R7 H  g

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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。4 q( p+ V. u* N! M
以下是客户的回答,也谢谢大家的关注。
: G" i/ o* Q' r2 `- A! M7 R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% ~; f8 e! v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。
, C$ R9 P  R$ f0 a) p( T9 J3 m% K3 b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。
: v+ g- {2 r& c/ ?# _7 j

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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
0 {4 k; o  t# w% c" c; b) H+ V1.             此时PHY的linestate输出不正常;
4 P$ A! ^; Q8 a7 d. _9 c2.             SIE检测linestate出错;$ j9 N* `* o1 [3 ^1 k) V- Q. |
3.             SIE检测到Chirp-JK至驱动TermSelect出错;
7 W. _* C# N. @$ D5 \4.            PHY内部的45R终端电阻或控制出错. Q/ u6 K9 r  p6 [" v, m
; g, O1 M5 }4 t* y
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
  @+ e9 l. s% V. J

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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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 楼主| 发表于 2013-11-22 17:02 | 只看该作者
qiangqssong 发表于 2013-11-22 15:09/ y- {2 v0 ]( y1 x3 `
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......

  Q( S' k, _& \! O7 A: Q, }! |0 K电源电压  时钟  复位  都是正常的 ;4 D! Y; q8 e6 @% ?& M$ m
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。, H0 W% h+ t$ u' {9 a
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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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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 楼主| 发表于 2013-11-22 18:02 | 只看该作者
kobeismygod 发表于 2013-11-22 17:44. ]5 {* ]! G* |& `# ]3 k8 k1 V% c
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 ...

: @2 m3 W% W8 v) w6 T& q( q0 O+ v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?; w  h" j- d+ y

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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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发表于 2013-12-6 16:05 | 只看该作者
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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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"學會了" 就簡單了.

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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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发表于 2013-12-10 13:22 | 只看该作者
查电容

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 楼主| 发表于 2013-12-10 16:12 | 只看该作者
wesnly 发表于 2013-12-10 13:22' X5 N, `4 t; F- I& g
查电容

, I! X0 {( U% p6 d大侠能说的具体一点吗?  查电容是基于什么考虑的?* ~' \0 M# d# p  w+ h. x
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。
' I9 _" k) i  C6 K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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发表于 2013-12-10 18:12 | 只看该作者
有结果了吗?4 M. p/ X" y) o. M. ?
先看芯片本身支持的工作环境吧。
. ^4 y: V% p* T! B6 ]而且你这个-40°是已经保持一段时间了吧。
( h4 B" h. [1 R; i* G- q: Y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。
1 l; e: P& T" E5 p希望你给出更多的信息才好判断.

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发表于 2013-12-23 14:04 | 只看该作者
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