是什么燒壞了你的處理器？

ARM研發(fā)的路漫長(zhǎng)而有趣，眾人皆知的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)和面對(duì)問(wèn)題時(shí)的一籌莫展，讓人對(duì)ARM又愛(ài)又恨，而你與ARM又有怎樣的情節(jié)呢？

目前在工業(yè)控制系統(tǒng)中大量應(yīng)用了嵌入式ARM，如工業(yè)過(guò)程控制、電力系統(tǒng)、石油化工、數(shù)控機(jī)床等，ARM嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展促進(jìn)了工業(yè)控制自動(dòng)化程度的提高。

AM335x 微處理器為基于ARM Cortex-A8 處理器，在圖像、圖形處理、外設(shè)以及 EtherCAT 和 PROFIBUS等工業(yè)接口選項(xiàng)方面得到了增強(qiáng)。800MHz主頻的Cortex -A8內(nèi)核能遠(yuǎn)強(qiáng)于ARM9，可提供快速的數(shù)據(jù)處理和流暢的界面切換。

圖1 AM335x功能框圖

憑借其6路UART、2路CAN-Bus，2路USB OTG、可支持2路以太網(wǎng)接口等強(qiáng)大的通訊功能，以及工業(yè)級(jí)性能保證，已廣泛應(yīng)用于便攜式導(dǎo)航系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、人機(jī)界面等多個(gè)行業(yè)。

隨著Cortex-A8處理器的廣泛應(yīng)用，客戶群體迅速增加，客戶遇到的問(wèn)題卻也是千奇百怪。今天我們就了解下有客戶出現(xiàn)的Cortex-A8處理器莫名燒壞現(xiàn)象是怎么回事？

為了發(fā)現(xiàn)原因，解決問(wèn)題，致遠(yuǎn)研發(fā)工程師對(duì)燒壞的模塊做了大量分析，發(fā)現(xiàn)燒壞模塊都是電源域燒壞，那又是什么原因?qū)е码娫从驘龎哪兀?/p>

研發(fā)人員分析會(huì)不會(huì)是模塊的某些IO口過(guò)壓或者倒灌電流導(dǎo)致燒壞IO口，情況嚴(yán)重進(jìn)而燒壞CPU呢？有了分析方向，下一步馬上查閱資料，做實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

圖2 TI官網(wǎng)M335x數(shù)據(jù)手冊(cè)中規(guī)定的IO電壓范圍

圖3 Freescale i.MX28系列芯片規(guī)定的IO電壓范圍

為了進(jìn)一步證實(shí)兩者的不同，研發(fā)人員對(duì)模塊進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)了多次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)reescale ARM9芯片CPU的IO耐壓值最高為5V，而TI的Cortex-A8平臺(tái)M335x系列芯片CPU的IO耐壓值僅為3.6V！相信這也是Cortex-A8平臺(tái)的CPU燒壞的一個(gè)重要原因。

那么我們?cè)谑褂肁M335x系列的芯片時(shí)又該注意哪些問(wèn)題呢？

1、IO使用注意事項(xiàng)

GPIO作為輸入時(shí)，要確保最高電壓不可超過(guò)3.3V，最低電壓不可低于-0.2V。GPIO作為輸出時(shí)，由于IO的驅(qū)動(dòng)能力有限，單個(gè)IO最大輸出4mA的電流，所有IO最大不超過(guò)50mA，建議驅(qū)動(dòng)LED、光耦、繼電器等功率器件時(shí)要外加三極管或MOS管。驅(qū)動(dòng)LED、光耦等小功率器件時(shí)也可以設(shè)計(jì)成灌電流輸出模式。

使用Cortex-A8 IO時(shí)建議添加100R限流電阻，特別是預(yù)留的GPIO。

2、電源設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

核心板的3.3V電源上電后才使能底板的3.3V電源輸出，避免核心板上電時(shí)底板的3.3V通過(guò)IO影響核心板的上電時(shí)序，造成核心板無(wú)法啟動(dòng)或損壞。

圖4 CPU上電時(shí)序說(shuō)明

建議底板電源3.3V使用帶有使能端的電源，將使能端連接在核心板的PWR_OK上（PWR_OK連接在核心板3.3V電源上）或使用GPIO做使能控制。且應(yīng)添加下拉電阻，使該電源上電處于失能狀態(tài)，避免上電時(shí)IO口狀態(tài)不確定導(dǎo)致系統(tǒng)故障。

3、啟動(dòng)設(shè)置注意事項(xiàng)

EMU0 ~ EMU4為啟動(dòng)配置引腳，可作為普通GPIO使用，但上電時(shí)這兩個(gè)引腳應(yīng)當(dāng)處于懸空或高阻狀態(tài)，錯(cuò)誤的配置將造成系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)。因此建議設(shè)計(jì)時(shí)不要用作輸入腳。

M335x和A335x核心板的lcd_data[0..15]是AM335x處理器的啟動(dòng)項(xiàng)選擇引腳，如果這些引腳不使用做lcd數(shù)據(jù)線的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注意上電時(shí)的狀態(tài)不能影響處理器的啟動(dòng)且只能用作輸出引腳。

GPMC_D[7..0]數(shù)據(jù)總線已經(jīng)在內(nèi)部被NAND Flash使用，外部需要用到GPMC總線時(shí)需嚴(yán)格遵守GPMC通信協(xié)議，防止影響系統(tǒng)啟動(dòng)。

這三點(diǎn)是系統(tǒng)應(yīng)用中容易出錯(cuò)的地方，這里重點(diǎn)給大家介紹下，希望在今后的設(shè)計(jì)中為大家提供參考依據(jù)。

審核編輯：湯梓紅