找出一個斷開的電阻的硬件調試問題思維過程

            現在做的是硬件崗的工作,前幾日的一個方案,硬件電路板的調試,覺得其中的思維過程比較有意義,所以寫下來分享總結。

         從PCB廠家回來的新板,按照模塊進行焊接,調試完好一個模塊後,再進行下一個模塊的焊接調試,這是所有硬件調試遵循的基本思路,我亦如此。

 

        第一個模塊是電源部分,也就是DC-DC的變換電路,焊接完畢後,萬用表檢查無短路現象,開始通電,然後檢測各路輸出電壓都正常,OK,輕鬆過關。

        第一個模塊總結:這其中涉及開關電源IC,我覺得測試不夠嚴謹,至少還有2個指標需要測試:(1)帶負載的能力,要讓電源帶上能達到它的額定功率的負載,進行一段時間的測試,觀察現象,得出結果;(2)紋波係數的測定,因爲其中有開關電源IC,所以需要用示波器觀察一下,得出結論。以上2點未做的原因是原來就已經在大批量生產的產品方案,所以就沒做,但是,我想如果是個全新的產品方案,這2點是不不可少的。

 

        第二個模塊是DSP與sensor的部分,sensor是0.65間距的BGA封裝的,DSP是QFP48封裝的,當我把這個模塊的器件都焊接完畢後,目視檢查一遍後,再萬用表測試電源無短路情況,就開始上電了,DSP出來後是通過USB接口連接電腦的,可以燒錄程序,正常運行了的話就可以看到圖像。上電後,燒錄程序正常,但是圖像翻滾很厲害,效果很差,一開始,不知道從何查起,懷疑sensor沒焊接好,後來重新焊接了2次,問題依舊後來仔細對比一塊好的模塊板與這個調試板的關鍵引腳的波形和電壓等,鎖定問題了,是PCB設計過程中有2根參考電壓線沒有互聯,然後飛線解決了。

        第二個模塊總結:在這個模塊出現問題的時候,我的第一反應是sensor部分沒焊接好,估計那裏出問題的機率比較高,換了2次,還是不行,通過示波器比對關鍵引腳才找到問題。從這裏我覺得值得總結的是:可以從直覺出發試着探索一下問題,但是隻能相信儀器實際測試結果。還有就是,出現問題的地方往往是你意想不到的地方。

 

        第三個模塊是Winbond的ARM處理器系統負責圖像壓縮編碼和網絡發送,把這個模塊的器件焊接完畢後,再次目視檢查一遍並檢測各路電源無短路的情況,就上電了,系統起先由於程序版本的不對,沒有跑起來,由於不知道是程序版本的不對,一直懷疑是硬件問題,折騰了一會兒後,問同事才知道是程序版本不對,換了個版本的程序後,串口出現打印信息了,說明已經運行起來了。但是一直連不上網絡,並且串口終端不停地打印網絡部分的報錯信息,具體就是這行一直不停地打印:“ntpc.c: can not resolve ntpserver(time.nist.gov)'s ip”,同事提示說是網絡部分的時鐘校準出錯,我也覺得是網絡部分的問題,但還不敢確定是不是如打印信息所描述的問題,感覺無從下手,就試着更換自己認爲會出問題的地方,就這樣這個問題已經摺騰了2、3天了,還是沒有結果,我自己也明白,像這種採取碰運氣的方式,問題很難找到,工廠已經催促了幾次要試產了,感覺壓力越來越大,晚上下班回去都在擔心思考這個事,還是靜下心來,採用儀器測試比對各個關鍵引腳的波形和電壓,後來發現網絡芯片(IP101)的時鐘輸出管腳的頻率好像和正常的板不一樣,起先不太相信示波器測量會不會有誤,後來多次測試還是一樣的,示波器應該不會錯,就這樣發現時鐘頻率正常頻率是50MHz,而我的這個板只有25MHz,奇怪!還是穩定的25MHz,正常板是穩定的50MHz,然後查看網絡芯片的datasheet,通覽文檔相關信息,發現管腳輸出是50MHz是RMII模式,25MHz是MII模式,因此,得出結論:有可能是我的模式設置不對,而後再找模式設置是在哪裏進行的,

這是文檔中找到的關鍵信息,大至意思我知道了:就是說這個管腳是內部下拉,然後在上電後,會通過和PIN44的I/O高低電平狀態來決定這個網絡芯片的工作模式,我測試過PIN44管腳一直爲高電平是沒問題的,然後由於這個PIN1腳(COL)是內部下拉一直處於低電平狀態,設計的時候都通過一個上拉電阻來把它設置成RMII模式,而我現在很有可能是MII模式(25MHz),那就只有一種情況就是這個上拉電阻壞了,導致在啓動的時候,PIN1腳處於低電平狀態,因此就成了MII模式,所以我纔會測到25MHz,通過萬用表一測,果然,這個電阻是壞的,已經斷開了,接下來就很簡單了,不用說了吧,這樣這個問題解決了,網絡聯通了,模塊正常工作了!心情也如釋重負!

        第三個模塊總結:最糾結的問題是網絡部分問題的查找,出現問題的時候,我們只能看到問題呈現的部分表象,這種信息很多時候是經過了很多次轉彎才呈現的,就像這個問題,出現的打印信息是“時鐘校準”,結果是:網絡連不上,根源是:模式設置電阻壞了,導致問題轉了好幾個彎, 才呈現到我們面前,我們首先接觸到的自然是這種表象,這個對誰都一樣,關鍵是看你怎麼處理。通過解決這個問題,我還是總結了一個經驗:當出現問題的時候,首先不要盲目地、主觀地行動,應該靜下心來,從問題的表象入手分析,通過儀器工具測試得到實際結果,進一步分析問題的根源在哪裏,這也就是“順藤摸瓜”,從上面的分析思維過程,可以看到解決一個問題的基本方法:仔細觀察現象,藉助儀器工具分析現象產生的原因,由表及裏、順藤摸瓜(如從datasheet中獲取信息的能力),確定問題根源並解決。

對於這個方案,後面就是些簡單的功能調試,至此硬件方案調試結束。

 

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