电平转换芯片的默认电平

电平转换芯片的默认电平

一、电平转换芯片测试

为防止在测试过程中核心板被损坏,以及核心板对测试结果的影响,以下测试均不接核心板。

配置测试内容测试结果
测试项 1VCCA = 3.3V VCCB = X DIR = X A = X B = XA 点电压及驱动能力 B 点电压及驱动能力A 点电压:3.3V,驱动能力:3.3K/82K 均能拉低 B 点电压:0V,驱动能力:无 注意:只有部分 IO buffer 的 A 点电压处于 3.3V,且如果将具有 3.3V 的 A 点经 3.3K/82K 电阻拉低后,再次重新上电 VCCA,A 点电压有些为低、有些为 3.3V此部分不符合预期,解答见 Q1。
测试项 2VCCA = X VCCB = 5.0V DIR = X A = X B = XA 点电压及驱动能力 B 点电压及驱动能力A 点电压:0.5V,驱动能力:仅 3.3K 能拉低,且断开电阻后,电压恢复至 0.5V B 点电压:5.0V,驱动能力:3.3K/82K 均能拉低 注意:所有 IO buffer 的 B 点电压处于 5.0V,且即使将 B 点经 3.3K/82K 电阻拉低后,再次重新上电 VCCB,B 点电压仍为 5.0V。
测试项 3VCCA = 3.3V VCCB = 5.0V DIR = X A = X B = XVCCA 先于 VCCB 上电 A 点电压及驱动能力 B 点电压及驱动能力A 点和 B 点同为高电平或低电平(高电平时幅值不同,低电平时幅值相同,低电平时也不符合预期,解答见 Q1),对应的电压及驱动能力: A 点电压:3.3V,驱动能力:3.3K/82K 均不能拉低 B 点电压:5.0V,驱动能力:3.3K 可以直接拉低,82K 只能拉低 0.2V 的压降 另外,B 点控制 A 点,即 B 点用 3.3K 电阻拉低后,A 点即低电平(0V);B 点用 3.3K 电阻拉高后,A 点即高电平(3.3V)
测试项 4VCCA = 3.3V VCCB = 5.0V DIR = X A = X B = X在测试项 3 的基础上,保持 VCCA 上电,将 VCCB 断电再重新上电: A 点电压及驱动能力 B 点电压及驱动能力无论 A 点和 B 点电压处于何值,VCCB 重新上电后,A 点和 B 点均可能为高电平或低电平(低电平时也不符合预期,解答见 Q1)。若是高电平,电压及驱动能力同测试项 3 结果
测试项 5VCCA = 3.3V VCCB = 5.0V DIR = X A = X B = X在测试项 3 的基础上,保持 VCCB 上电,将 VCCA 断电再重新上电: A 点电压及驱动能力 B 点电压及驱动能力无论 A 点和 B 点电压处于何值,VCCA 重新上电后,A 点和 B 点均可能为高电平(若出现低电平,低电平时也不符合预期,解答见 Q1)。若是高电平,电压及驱动能力同测试项 3 结果

二、接上核心板

A 端的输出几个别的为高,大多数为低,何解?

除非 FPGA 的 IO 下拉?

些许疑问:

Q1:结合测试项 1 和测试项 2,单独对 VCCA 或者 VCCB 上电后,A 点电压并非完全为高,而 B 点电压则完全为高,前者与预期不符。根据该 buffer 的特性,内部具有 bus-hold 电路,通过漏电流形成一个浮动电压,应该所有的输入端口均为高。是芯片的个体差异造成的测试结果差异?或者是不当使用造成的个体差异?亦或是正常现象?

A1:测试了另外一个板子的 7 个 buffer,A 点电压也完全为高,应该是 buffer 的个体差异(包括使用不当造成的)。

Q2:测试项 3 和测试项 4 中,无论 A 点电压处于高电平(浮动电压)或低电平,VCCB 上电后,A 点和 B 点均有可能处于相反的电平。

A2:同 A1,未发现低电平的情况。

问题总结:

1)测试项 3 和测试项 4 中,VCCA 先上电,此时 A 点有浮动电压,但不具备驱动能力;随后,VCCB 上电,B 点也有浮动电压,由于默认是输入状态(B—>A);那么,A 点输出带驱动能力的电压。如果 A 点接的是控制器 IO,由于控制器 IO 的 VCCIO 同 VCCA 先行建立(实际上前者稍慢,电容大),所以,这种情况并不会损坏控制器 IO。

2)测试项 5 中,由于 VCCB 先上电,B 点产生浮动电压,由于默认是输入状态(B—>A);那么,当 VCCA 供电时,A 点即输出带驱动能力的电压。如果 A 点接的是控制器 IO,那么,A 点电流经钳位二极管灌入 VCCIO 对旁路电容充电,灌入的电流如果大于钳位二极管的限制电流,则容易将其损坏。

3)由于 DIR 无 pull-up 或者 pull-down,可能造成 buffer 损坏(再做测试)。

解决方法:

1)采用带 OE 的 buffer,且默认设置为禁使能;

2)将 buffer 的 VCCA 的供电时序落后于控制器 IO 的供电时序;

3)操作上,严格要求控制器先于外部供电。

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