當前位置:首頁 > 半導體 > Dialog半導體公司
[導讀]調試是嵌入式設計中很重要的一部分,並且必須跨越硬件/軟件之間的鴻溝。

不要忽略默認MCU設置

調試是嵌入式設計中很重要的一部分,並且必須跨越硬件/軟件之間的鴻溝。在系統級別,嵌入式設計的功能越來越多地由固件定義,因此要避免漏洞,需要具有特定訓練的工程師在項目的設計階段緊密合作。這也意味着在漏洞不可避免地出現時需要抑制互相推諉的衝動。

也許正是由軟件定義的硬件之特性,使現代嵌入式設計成為如此有意思的職業。每個新的微控制器(MCU)似乎都提供了更高的集成度和更先進的功能,但是在對其完成編程之前,它完全沒有啓用。儘管這種集成和配置顯然是一個促進因素,並且在為產品設計帶來巨大進步,但它有時可能會給工程師帶來無法預料的問題。

諸如MCU之類的嵌入式元件所提供的功能和可配置特性也在不斷提高,並且這些元件提供了許多並非在每個設計中都需要的功能。這些額外的功能可能會被忽略,也較少引起問題。

正如大多數工程師所理解的那樣,這些功能通常由可通過軟件修改的寄存器控制。因此,它們在開機時具有默認設置,並且如果保持不變,將繼續在這些默認設置下運行。在很多情況下,這可能不會帶來問題。但是,如果這些功能一直未使用,而且可能未經測試,則可能會以某種無法預料的方式產生影響。漏洞可能在系統中產生,由可能被忽略的常規功能所導致。

查找故障可能會很困難、耗時且成本高昂,即使在理想條件下。通常,我們通過其影響來識別故障,這些影響一般為工程師提供了足夠的證據來追蹤原因。導致故障的原因與硬件還是軟件有關,在很大程度上是無關緊要的,不過這也許仍存在爭論,重要的是找到並修復故障。

如果故障原因是未正確初始化的低級功能,那麼發現它可能會變得更具挑戰性。要了解硬件平台的初始狀態如何影響整個設計,就需要對整個系統有更高的瞭解,而追蹤這些難以捉摸的條件會消耗不少資源。

例如,MCU上的SPI總線訪問串行閃存,是許多嵌入式系統中使用的相對簡單的功能。如果在存儲的值中檢測到錯誤,會提示存儲(而不是MCU)出現故障。這是一個客户的經歷,當從閃存的狀態寄存器連續讀取時提示發現了讀/寫錯誤。自然而然,被認為存儲器件發生了故障,這一理論由以下事實得出:如果在狀態寄存器讀取之間設置了短暫的延遲,則檢測到的故障數量似乎會減少。此外,重新啓動電源似乎可以清除故障一段時間。

客户工程師們認為,這些症狀表明串行存儲器發生故障,即使它仍在指定規格的週期極限之內,僅完成了約60k的寫週期。當客户將串行閃存器件返回給我們進行進一步測試時,即使在執行了超過300k的寫週期後,我們都沒有發現任何故障。

為了找到真正的故障,我們的工程師調查了客户的應用,並探究了SPI信號。我們發現,這看起來是存儲器件出現故障,實際上是系統噪聲問題,可以很容易地糾正。儘管部分原因是由於MCU與閃存之間的PCB走線阻抗不匹配,但噪聲並非完全是由於不良的PCB設計或信號完整性問題造成的。

儘管看上去似乎是PCB或電路設計問題,但實際上噪聲是SPI信號的過沖和下衝,這是由於信號的驅動強度過大引起的。該過沖足以影響閃存器件的電荷泵,並導致讀取和寫入錯誤。在某些情況下,SPI信號的過沖和下衝也可以解釋為信號躍遷,也可能導致讀取或寫入錯誤。

跟蹤圖像顯示了SPI線上的過沖和下衝

一種可能的解決方案是在信號走線上放置一個RC電路,以減慢信號躍遷的速度。不過,我們發現該設計基於一個相對較新的MCU,允許在固件中修改I/O引腳的驅動強度。降低信號的驅動強度足以消除SPI信號線上的過沖和下衝,從而有效地消除系統級噪聲源。

這裏的重點並不是閃存器件如何努力應對大量的系統噪聲,而是MCU上的可配置功能可能會引入一些影響,很容易讓人誤以為是設計中其他器件出現了故障。在這次事例中,我們通過有力的方法檢測到了設計中的故障,並通過我們工程師們的努力解決了問題。

或許我們真正可以從中學到的是,看似硬件的故障也許可以通過軟件輕鬆修復。看似某個元件的故障,也許可以追溯到另一個元件中的錯誤配置。硬件和軟件工程師之間的合作關係,以及客户與供應商之間的合作關係應足夠牢固,能夠承受得住使用最新技術進行設計所面臨的挑戰。儘管默認設置的初衷是提供幫助,我們也應當對其進行驗證,優化這些設置可以極大地改善系統性能和可靠性。

換一批

延伸閲讀

[康佳特] 用於嵌入式視覺和AI應用的低功耗旗艦產品

用於嵌入式視覺和AI應用的低功耗旗艦產品

Shanghai, China, 3 March 2021 * * * 世界領先的嵌入式和邊緣計算技術供應商德國康佳特推出了全新低功耗 SMARC 2.1計算機模塊。該產品在本次德國紐倫堡世界嵌入式(Embedded World)線上...

關鍵字: 嵌入式視覺 AI 嵌入式

[安森美半導體(ON)] 安森美半導體通過博世物聯網套件(Bosch IoT Suite)擴展物聯網平台支持和功能

安森美半導體通過博世物聯網套件(Bosch IoT Suite)擴展物聯網平台支持和功能

2021年3月3日 — 推動高能效創新的安森美半導體 (ON Semiconductor),宣佈RSL10智能拍攝相機平台和RSL10傳感器開發套件 已預集成在 Bosch IoT Suite 中,該套件是博世集團 (Bosch Gr...

關鍵字: 物聯網 安森美半導體 雲服務

[物聯傳媒] 塗鴉衝擊IoT雲平台第一股,物聯網平台進入收穫的季節?

本文來源:物聯傳媒 本文作者:露西 七年了,物聯網雲平台終於要登上更大的舞台。...

關鍵字: 物聯網 IoT 塗鴉智能

[物聯傳媒] 2021年物聯網傳感器的三大主要趨勢

本文來源:傳感器專家網 互聯傳感器是物聯網(IoT)解決方案的重要組成部分,並且該市場在各個垂直領域均呈現出動態增長。根據Future Ma...

關鍵字: 物聯網 傳感器 IoT

Dialog半導體公司

43 篇文章

關注

發佈文章

技術子站

關閉