ESD与主频的疑惑求解

夏国特

一个电机测速模块，之前使用的是FREESCALE K10的片子，量产两年多了，因为原厂上游晶圆供应不上导致断货，没办法只能开发并行替代MCU的方案，因为EMC要求特别高（各项验收标准都要求CLASS A）,因此选择了MICROCHIP的ATSAME51 CORTEX-M4F，因为方案评估的时候供应商号称这是应用于安全和工控领域的，带ECC内存，所以就用它了。

近两个月的软硬件开发，样品终于进入测试环节。考虑到RE（射频辐射干扰）和CE（传导干扰）的要求，内部PLL禁用，直接使用外部8M晶振作为时钟，于是乎在ESD（静电放电）试验的时候出问题了，要求8KV/6KV，但在4KV时就出现死机和重启现象（因为要判断故障源，ESD测试时看门狗禁用的，所以可以区分死机和重启的事件源），几经周折终于将问题点定位在时钟上：将晶振直接提供时钟改为晶振经内部PLL然后分频成48M，这时候8KV/6KV就稳定了，真是奇了怪了！

各位大虾请帮忙分析下，这是个什么道理，有没有其它途径进一步研究到底是神马个道理？！

夏国特

简燕 发表于 2018-3-16 16:38
这种问题的原因,估计也只有芯片厂商能给出权威答案.

我对ESD不懂,用黑盒测试的方法猜测一下:

有道理，考虑弄个有源晶振装上面试试，再看看结果。
一般来讲有源晶振比外部无源晶振还是要稳定不少的。

夏国特

简燕 发表于 2018-3-16 16:59
不是有源晶振,应该用信号发生器.

有时候有源晶振的扛干扰性,更差.

这个试验做起来麻烦啊，信号发生器需要隔离，8KV静电呢！有没有什么好办法？

进一步的试验也做了，发现与频率有关，内部PLL分频到8M故障依旧，分频到48、64M就不会死机、重启。

偶尔发现复位线受干扰重启，问题不大，下一版整改（重启后显示复位源知道的）。

依依不舍

会不会是pcb板设计不良，造成抗干扰能力差。

夏国特

依依不舍 发表于 2018-3-19 12:42
会不会是pcb板设计不良，造成抗干扰能力差。

谢兄弟指教，太笼统了，没多大可操作性。
PCB可能有点关系（上一版相同的LAYOUT，K10芯片就不出任何问题），但芯片素质和驱动程序参数配置也很关键！

zhxzhx

从我的经验看，内部振荡要比外部的稳定的多，而且千万不要用外部看门狗加复位，外部看门狗比单片机还弱不禁风。

夏国特

zhxzhx 发表于 2018-3-23 05:21
从我的经验看，内部振荡要比外部的稳定的多，而且千万不要用外部看门狗加复位，外部看门狗比单片机还弱不禁 ...

观点类似，从来不用外部狗和复位芯片！
用外部晶体是因为需要CAN通信，时钟精度有要求，用的是汽车级的5032封装的四角无源晶体，带屏蔽。
现在ESD还未解决，打坏好多片子，而且还出现过一段时间后恢复功能的现象，推测封装有问题，静电释放缓慢。
压力山大，脱期一个多礼拜了，还不知道能不能通过，客户发飙了。

zhxzhx

夏国特 发表于 2018-3-24 22:56
观点类似，从来不用外部狗和复位芯片！
用外部晶体是因为需要CAN通信，时钟精度有要求，用的是汽车级的5 ...

一般的片子，挺不过Esd,要在每个引脚根部加磁珠，然后加在对地加泄放二极管，Nxp有专门配套的二极管，我找找资料，当时也头疼很久，做得是电力设备。

zhxzhx

夏国特 发表于 2018-3-24 22:56
观点类似，从来不用外部狗和复位芯片！
用外部晶体是因为需要CAN通信，时钟精度有要求，用的是汽车级的5 ...

另外，汽车级，工业级什么的只是温度，对可靠性没区别。

zhxzhx

zhxzhx 发表于 2018-3-25 08:26
一般的片子，挺不过Esd,要在每个引脚根部加磁珠，然后加在对地加泄放二极管，Nxp有专门配套的二极管，我 ...

叫PESD1CAN这个是加在CAN总线上的，还有PESD5V0S1BA,这个是加在5V引脚上的，开头都是PESD很多，是Philips的记错了。

夏国特

感谢各位出谋划策，问题已解决，总结如下：
1、同样的LAYOUT，K10素质较好，SAME51相对抗静电能力差一些；
2、主频问题，是FLASH等待时间设置相关的，内部FLASH与内核速度不匹配导致的（官方说法）；
3、系统地与金属壳体使用高压电容连接，接地桩位置靠边不行，改为接地桩靠近金属壳中央解决ESD问题。
于是，说明ESD对风水还是很敏感的，位置、朝向需要谨慎！！！

夏国特

简燕 发表于 2018-3-27 17:42
恭喜恭喜.

经验总结中的第2和第3点,我感到受益非浅,多谢分享.

在每个心中有EMC的工程师内心，都有个强弱排名！
于是，第一点对很多人来说，也是形成使用偏好的重要原因。