分享一顆小小的電阻引發(fā)的失敗設計案例

如果說芯片是電路的骨架，那么電阻就是在芯片之間起連接作用的關節(jié)。電阻的阻值、布放位置等，對設計的成功都起著至關重要的作用。

案例：產(chǎn)品由業(yè)務板和主控板構成。業(yè)務板上監(jiān)控芯片的告警信號通過背板，輸送到主控板，經(jīng)主控板上邏輯芯片74LVTH16244處理后連接到主控板上CPU的中斷信號。

功能測試發(fā)現(xiàn)，強制將業(yè)務板被監(jiān)控的一路電源拉地，CPU中斷信號卻不被使能。

該案例部分電路圖如下圖所示：另外，考慮到單板的熱插拔要求，信號和背板連接器之間都串有電阻。R1=1000歐，R2=100歐，R3=1000歐。

進行強度測試的時候強制將被監(jiān)控的電源接地，在業(yè)務板側，測量業(yè)務板電源監(jiān)控芯片輸出的告警信號，可以測得有效低電平0V，但是在主控板74LVTH16244的一側，測得輸入信號電平為1.7V，遠遠超出低電平的輸入門限。

74LVTH16244是高阻抗輸入，因此3.3V將在三個電阻上分壓。當電源監(jiān)控芯片輸出電平0V的時候，經(jīng)過分壓之后，在主控板上74LVTH16244的輸入端分得電平為（3.3V/2100歐）X1100歐=1.7V,超出了電平的門限。

將R1的阻值換成33歐的時候，告警的時候74LVTH16244輸入電平為（3.3V/1133歐）X133歐=0.38V，仍在低電平門限之內(nèi)，主控板能正確識別告警信息。

這個案例看起來簡單，但是卻暴露出一個多單板協(xié)同設計時很容易出現(xiàn)的問題。在本案例中，考慮到熱插拔需要，單獨看主控板和業(yè)務板的設計都不存在設計缺陷，但是在協(xié)同工作時卻暴露出問題。

若一個產(chǎn)品由多塊單板組成，設計者在進行單板與背板連接器接口電路設計時，必須充分考慮本單板與其他單板協(xié)同工作的問題。

此外，需要提及的是，有的設計者咨詢，將R1的阻值改為33歐之后，74LVTH16244輸入電平0.38V雖然處在輸入信號的低電平門限范圍內(nèi)，但是裕量不是很大，能不能將R3的阻值增大，如采用4700歐等，使得告警時74LVTH16244輸入電平進一步降低？答案是不能，這涉及到邏輯器件實現(xiàn)電平翻轉時的電流要求。