我的eMMC啟動(dòng)不正常，問(wèn)題到底在哪里？
發(fā)布時(shí)間：2024-07-29 17:24
今天我們要分享的這個(gè)案例是關(guān)于eMMC啟動(dòng)不正常的問(wèn)題，感謝熱心網(wǎng)友“曬不”提供的案例素材，也謝謝他的分享。
高速先生成員--周偉
上篇文章我們提到希望大家一起來(lái)分享硬件調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的一些低級(jí)錯(cuò)誤，果然就有我們的鐵桿粉絲之一“曬不”發(fā)來(lái)了他初步整理的案例素材，大家一起來(lái)學(xué)習(xí)一下吧，也謝謝他的分享！
這個(gè)項(xiàng)目的主芯片是瑞芯微的RV1126（位號(hào)U10），分別拖了一個(gè)金士頓的eMMC芯片（位號(hào)U40）和鎂光的NAND Flash芯片（位號(hào)U41）,在Layout的時(shí)候做了兼容設(shè)計(jì)，也就是通過(guò)選焊電阻的方式，讓主芯片來(lái)選通其中一個(gè)芯片，使用的時(shí)候二選一，eMMC和NAND Flash芯片不會(huì)一起工作，大致的拓?fù)鋱D如下所示。
從Layout設(shè)計(jì)文件可以看到，幾個(gè)芯片都是放在Top面，eMMC和NAND Flash基本是放在同一個(gè)中心位置，所以貼片的時(shí)候只能選擇貼其中的一個(gè)，兩個(gè)芯片是沒(méi)法同時(shí)貼上的，所以需要做兼容設(shè)計(jì)。兩個(gè)分支電阻在垂直空間上重疊放置在Top面和Bottom面，這樣如果只焊接其中一個(gè)電阻的時(shí)候，確實(shí)是可以做選通操作，看起來(lái)Layout設(shè)計(jì)沒(méi)什么問(wèn)題，對(duì)應(yīng)的走線如下圖所示。
設(shè)計(jì)上沒(méi)發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題，然后就制板貼片開(kāi)始調(diào)試。硬件在調(diào)試板子時(shí)發(fā)現(xiàn)，有時(shí)候上電，系統(tǒng)會(huì)有卡死的情況，同樣的固件在開(kāi)發(fā)板上是OK的，軟件做了幾輪修改都會(huì)有類似軟件報(bào)錯(cuò)的情況，顯示出跑到eMMC操作時(shí)就卡住了，最后只能懷疑是硬件或者PCB Layout的問(wèn)題。
但硬件有排除不是自己?jiǎn)栴}的理由：“最小系統(tǒng)模塊(包含eMMC)的原理是直接復(fù)制開(kāi)發(fā)板的，所有的器件貼裝也和開(kāi)發(fā)板一樣，同樣的代碼在之前開(kāi)發(fā)板上沒(méi)有問(wèn)題，而現(xiàn)在新設(shè)計(jì)的板子有問(wèn)題，那肯定是PCB Layout出了問(wèn)題”。
不可否認(rèn)，硬件的話確實(shí)有一定的道理，硬件原理之前是驗(yàn)證過(guò)的，這樣壓力一下子就給到了PCB設(shè)計(jì)工程師。無(wú)奈，PCB工程師只能想辦法自證清白，在沒(méi)有專職SI工程師的情況下，PCB設(shè)計(jì)工程師只能通過(guò)再次查板，進(jìn)行粗略的估算和評(píng)估一些影響，檢查的方向如下：
1、阻抗不匹配方向：所有信號(hào)走線沒(méi)有跨分割平面，走線線寬和阻抗計(jì)算也沒(méi)有錯(cuò)誤，同時(shí)也不存在較長(zhǎng)的走線Stub，所以這一條不會(huì)影響。
2、時(shí)序方向：因?yàn)樾枰?00MHz的信號(hào)，等長(zhǎng)也是比較關(guān)鍵的，但因?yàn)闆](méi)有做仿真，只能按照芯片的手冊(cè)要求來(lái)做好等長(zhǎng)約束，檢查了等長(zhǎng)表，每根信號(hào)走線長(zhǎng)度也是都可以滿足芯片要求，所以時(shí)序這塊的影響也是可以初步排除。
3、電源方向：按照經(jīng)驗(yàn)簡(jiǎn)單算了電源平面載流能力是可以滿足需求的，相應(yīng)的電源Pin腳也有足夠的濾波電容，硬件測(cè)試電壓和電源噪聲都是可以滿足要求，所以電源的影響也可以排除。
同時(shí)也和開(kāi)發(fā)版本的設(shè)計(jì)進(jìn)行了對(duì)比，硬件人員覺(jué)得是因?yàn)闀r(shí)鐘信號(hào)走線和開(kāi)發(fā)板不一致導(dǎo)致的。如下圖是開(kāi)發(fā)板的走線情況。
開(kāi)發(fā)板上eMMC和NAND Flash也是同面同中心放置，原理是一樣的，也是通過(guò)兩個(gè)電阻做了選通，只是走線上的分支更短，而新改板后的分支相對(duì)來(lái)說(shuō)長(zhǎng)了很多。所以硬件人員有理由覺(jué)得是PCB改版帶來(lái)的問(wèn)題，所有的原理和貼片器件都是一樣，PCB設(shè)計(jì)改了就出問(wèn)題了，這個(gè)大概率是PCB設(shè)計(jì)不一樣而帶來(lái)的問(wèn)題。
而PCB設(shè)計(jì)工程師也有自己的主張：“CLK信號(hào)是由RV1126源端發(fā)出的，開(kāi)發(fā)板的串聯(lián)阻抗匹配電阻放在了終端，靠近eMMC和NAND Flash是不對(duì)的，應(yīng)該把串聯(lián)匹配電阻靠近源端，所以本次改版設(shè)計(jì)的電阻就往源端放了，這樣確實(shí)會(huì)導(dǎo)致分支變長(zhǎng)，但由于是選焊的，如果一次只焊接其中一路的情況下，另一路是沒(méi)有導(dǎo)通的，這樣相當(dāng)于沒(méi)有分支的影響，原理上來(lái)說(shuō)信號(hào)質(zhì)量會(huì)更好。如果連串聯(lián)匹配電阻放在源端也被懷疑有問(wèn)題的話，那就是懷疑信號(hào)完整性的理論有問(wèn)題了。”P(pán)CB設(shè)計(jì)工程師的話也是說(shuō)得在理，無(wú)可挑剔，由于沒(méi)有SI人員支持，于是雙方各執(zhí)一詞，誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)。
經(jīng)過(guò)幾天的“溝通”，壓力還是在PCB工程師這。就在PCB工程師拿著PCBA研究的時(shí)候，無(wú)意中發(fā)現(xiàn)雖然U41沒(méi)有焊接，但是R41卻焊接了器件。這個(gè)發(fā)現(xiàn)仿佛一道佛光，拯救了“背鍋俠”。在PCB工程師的反饋下，硬件拆除了R41，系統(tǒng)終于可以正常啟動(dòng)了。
這個(gè)時(shí)候硬件人員就有疑問(wèn)了，為什么開(kāi)發(fā)板上的R41沒(méi)有拆除可以正常工作，改版后的R41焊上就有問(wèn)題了呢？大家可以幫忙回答一下哈！
同時(shí)也歡迎大家繼續(xù)提供類似這種調(diào)試過(guò)程中的低級(jí)錯(cuò)誤案例素材，謝謝！
