开机阶段闪屏
1. 现象描述
仪器设备在上电后在BootLoader和内核两个阶段出现闪屏现象。
先从软件方面着手,通过延迟打开背光,但并未完全解决,通过示波器观察,背光控制部分有明显延迟。
再从硬件着手分析,拿到的设备背光控制电路如图1所示,通过示波器观察,在设备上电时LCD_BK引脚会有一个高电平脉冲,之后维持低电平,最后阶段为20KHz的PWM波。
2. 分析过程
根据以上现象基本可以判断为上电时序问题,通过测量也可以发现VDD_5V早于VDD_3V3上电。当VDD_5V上电时,VDD_3V3未上电,系统没有启动,GPIO处于高组态,因此Q1的1、2引脚电平相同,Q1处于关断状态,LCD_BK信号会被R3拉高,导致背光被点亮,而当系统启动后,GPIO会输出低电平,控制背光关闭,由此出现屏闪现象。
查看背光驱动芯片手册,使能引脚高电平阈值为1.5V,如图2所示,无需进行电平转换,元件Q1是多余的,直接使用3.3V GPIO既可驱动。
3. 解决措施
1. 现象描述
这现象比较常见于TF卡所有信号线都加上了ESD保护器件的情形,常见问题为ESD器件选型不正确。
以图3所示的原理图为例进行分析。
SD2.0对ESD器件寄生电容的要求为小于9pF,首先查看该ESD器件(PESD3V3L4UG)数据手册,发现该ESD器件寄生电容最高可到28pF(参见图 4),超过了SD2.0对寄生电容的要求。
核心板上以太网TX_CLK信号线已有22Ω的源端电阻,客户在底板也加了22Ω的匹配电阻,引起以太网通信不稳定。
将同一块核心板插到评估板上,以太网通信正常,基本定位是底板原因。而后检查底板以太网电路原理图,发现TX_CLK引脚串接了22Ω匹配电阻。而致远电子官网给出的以太网参考电路里没有加匹配电阻,显然用户没有按照参考电路来设计。
3. 解决措施
将底板的22Ω电阻换为0Ω,以太网即可正常通信。
以太网PHY和处理器端的数据线和控制信号要注意阻抗匹配,避免信号反射。在设计原理图时,一般建议源端串联22~33Ω电阻。但是,部分核心板已经在源端串接匹配电阻,设计底板时就不需要串接匹配电阻。使用核心板开发新产品时,建议参考致远电子官方硬件设计参考电路。