對于采用雙向自動檢測IC TXB0104在電平轉換端口傳輸中組態的分析
Abstract
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202401/454727.htmTXB0104是應用在AM3352(Sitara MCU/MPU等)和EMMC (嵌入式多媒體存儲卡)芯片之間通信的雙向自動檢測電平轉換芯片。當系統的軟件資源配置不足,需要電平轉換芯片自己識別信號傳輸方向的時候,需要注意外部硬件設計,不然可能會出現掛載時好時壞的失效情況。
問題背景:
EMMC與AM3352掛載失敗,定位為TXB0104工作異常。實測中發現如圖中線路所示:
只有D0通道無信號,因為將D0數據線由主芯片(AM3352)側飛線到EMMC,D0開始傳輸數據信號,eMMC掛載正常(該情況下在AM3352側也能測到D1/2/3的數據波形);
將D0飛線跨過該轉換芯片,同時斷開D2(在轉換芯片與eMMC之間),掛載失??;——綜合1、2,說明D2在掛載的時候需要使用到,同時在雙向電平轉換芯片中D2通道正常;
將D0和D2數據線在U7中對應的電平轉換通道中交叉焊接,測試D0無信號(D0無信號的時候D1/2/3也無波形),eMMC掛載失??;
將D0飛線跨過該轉換芯片,同時將D2數據線連接U7的D0通道,可以正常掛載上;——雙向電平轉換芯片中D0通道正常,但連接上D0數據后異常;
圖1.異常板子的電路圖
掛載時好時壞的板子分別在正常時、異常時的D0信號波形如下
圖2.正常(上)和異常(下)掛載的板子傳輸信號D0通道波形
問題聚焦:
檢查線路圖后發現, OE上拉到3.3VCCB。規格書明確指出,針對在上電過程中,OE在電源穩定之前必須保持低電平。
圖3.規格書中聲明OE的上電時序
現同時通過原始電阻分壓采樣VCCB上電時序和OE的管腳波形,發現OE與VCCB同時上電。
圖4. 原始電阻分壓時序展開:OE與VCCB同時上電
VOLB識別低電平的狀態在3.3V供電狀態最高為0.4V,因此要延長VOE保持低電平的時間,讓IC保證識別到低電平狀態。
圖5.高低電平閾值比較
整改方案:
為了能保證OE在上電期間保持足夠的低電平,建議將R24電阻替換成1uF的電容。利用電容替代電阻的方法可以適當增加RC時間常數來穩定OE保持低電平的時間。
圖6.原始電路基礎上的整改方案
重新通過原始電阻分壓采樣VCCB上電時序和OE的管腳波形,發現換成1uF電容電壓時序展開(t=1/RC),在VCCB穩定后OE保持低電平(<0.35VCCB)的時間約為320us,掛載異常不再復現。
圖7.enable建議時間
圖8.VCC與OE爬升時間拉長
分析總結:
經過測試分析,延長OE的低電平時間可以有效地避免MCU和EMMC芯片握手失敗。
這種導致芯片傳輸掛機失敗的原因是由于TXB0104在上電期間的傳輸口是不定態所致。
如果TXB0104的OE腳沒被拉低,則在上電期間傳輸口A,B會處于不定態(低電平,高電平或高阻態),此時要求和傳輸口A,B相連的EMMC和MCU相應I/O口此刻應保持確定的高阻態,以確保上電期間EMMC和MCU的I/O口不會被短路。 如果TXB0104的OE腳在上電期間被拉低(將對地電阻換成電容),則傳輸口A,B是處于確定的高阻態,對相連的EMMC和MCU的I/O沒有影響,信號就能正常傳輸。
所以在OE端口掛電容能保證上電期間傳輸口確定的高阻態,故障因此得以消除。
為了簡化用戶系統的設計分析,下面通過一個流程圖來梳理TXB0104的I/O口各個狀態對應系統的應用可能,避免類似的不定態傳輸導致信號判斷失誤。
圖9.I/O端口狀態流程圖
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