STM32F103 - статистика "изначальных" отказов, Попробуем здесь собрать статистику производства. Опции

[Serj78]

Решил создать такую тему- о том, какие неисправности попадаются у STM32 "из коробки".

Пока при начале мелкосерийного производства попался чип STM32F103VBT6 (100 ног tqfp) , не отвечающий на команды загрузчика, причем при Boot0=1 переход куда-то делается - основная программа не стартует.
Замена чипа исправила проблему. Причем, по SWD он прекрасно прошивался и был в целом исправен.

[ReAl]

А boot1 ? Может, там контакта не было и оно утекало в сторону "грузимся из ОЗУ" ?

[Serj78]

А boot1 ? Может, там контакта не было и оно утекало в сторону "грузимся из ОЗУ" ?

Проверил первым Но, сейчас пришла в голову мысль- просто прозванивал -измерял сопротивление при выключенном питании. Тестером с малым выходным напряжением..

Может, какая-то нелинейность была при припайке резистора?..

Осциллографом смотрел- просто молчок (единица) на Tx1 при запросе бутлоадера.

Также- при включении на USART1 идут команды запроса версии устройства, но это при обнуленном Boot1 . Вроде таким образом повредить бутлоадер нельзя..

[vlad_new]

Интересная тема. Я эти STM32 уже тысячами кушаю. Если коротко, то ситуация такая:
Пока были поставки чипов из малазии и малты проблемм вообще не было. Как только хлынул поток из китая, то на некоторых
партиях начались неприятности. Сейчас уже точно не помню номера партий, хотя можно поднять переписку с центром поддержки и офисом ST. Дошло до того, что чипы отправлялись на экспертизу и делалось послойное сканирование ( у меня и заключение экспертизы с фотками имеются ). Хотя небольшое кол-во китайских чипов, что у меня были, STM32F103CBT6 и STM32F101CBT6 риботали нормально.
Как щас помню STM32F100C4T6 партия толи 46, толи 49 почти все либо не программировались сразу, либо выходили из строя через некоторое время. Нам их заменили на 105 партию. В этой партии из 1000 не завелись где то с десяток.
Такая же неприятная партия была с STM32F103RET6. Поскольку на тот момент, на складах в Москве, не было ничего другого, то закупили STM32F103RET7 с расширенным температурным диапазоном. STM32F103RET7 - закупили штук 300 и все оказались рабочие.

Я так думаю, что было бы еще интереснее тема надежности ( помехоустойчивости ) STM32F1XX. Здесь то же много чего повылезало в промышленных условиях. Хотя если обойти все подводные камни, то можно получить очень не плохой результат. Но эта уже другая тема

[dac]

Я так думаю, что было бы еще интереснее тема надежности ( помехоустойчивости ) STM32F1XX. Здесь то же много чего повылезало в промышленных условиях. Хотя если обойти все подводные камни, то можно получить очень не плохой результат. Но эта уже другая тема

а можно все таки подробнее? тем все таки близкая и весьма интересная.

[vlad_new]

В двух словах все не объяснить. Надо тогда целую статью писать по этому поводу и подробно расписывать что и как тестировалось.
К тому же надо много фоток приложить. К примеру: как правильно и как не правильно разводить печатную плату. Почему нельзя ставить конденсаторы тип Y5R. Даже X7R не очень хорошо работают, хотя их рекомендует производитель. Ставить надо HPO. Ни в коем случае нельзя ставить электролит. Только тантал. Как оптимальней защитить лапки от внешних помех, статики и других неприятностей и т.д.
К тому же некоторые уже должны были заметить, что лапка сброса не всегда срабатывает. Могу к этому добавить, что в таких ситуациях и сторожевые таймеры безполезны. Вероятность вывести из зависания STM32F1XX лапкой сброса или сторожевиком составляет 1:7. У проца есть очень слабые лапки ( очень чувствительные к помехам создаваемые эфиром ). Это лапки связанные с RTC и кварцевыми генераторами,
а так же, как не странно, JTAG. Заставить лапки RTC меньше реагировать на помехи можно повесив на них ( те, что не используются ) конденсаторы пик этак 300. Что касается JTAG, то туда больше 50пФ ставить нельзя, а потому лучший способ, это подтянуть те лапки, которые идут к вашему jtag резисторами к питанию через 510 Ом. Еще один способ справится с лапками JTAG - это в вашей отлаженной программе вообще отключить JTAG. К стате уж точно нельзя оставлять не использованные лапки во float. Первой же командой всегда перевести все лапы на Pull-Down ( подтяжка вниз). Ну в софте то же подводные камешки встретились. К примеру программа должна всегда начинаться с задержки на 50 мс, далее должен стоять De_init, а уж потом Init. Забудте про то, что в даташите вам написали, что время сброса какие то там наносигунды. Т.е. оно может и так, только вот что они под этим имели ввиду? За это время ни кварц ни внутрение генераторы с умножителями уж точно не прекратят работу. А потому флаг готовности PLL просто вас обманет. На что это может повлиять? Ну на мигание светодиодом это точно не влияет. А вот если вы попробуете записать что нибудь ( из своей программы ) во Flash, а потом сделать програмный резет, ну или запустить из своей программы другую программу ( аля BOOT Loader) и после этого попробуете опять записать что либо во Flash, то процессор намертво повиснит. И ни какой внешний сброс или сторожевик не вуыведет кристалл из "клинча". Только отключение питания.
А вот еще по поводу лапок. У тех лапок, которые ADC ( не толерантные 5В ) очень слабые диоды, те что на землю подключены. Именно их в основном и пробивает. Это даже в тех поддержке признали и рекомендуют ставить дополнительную защиту.

PS: Ну вот. Не собирался писать статью, а получилось как всегда. Ну вкратце как то так. Много чего еще хотелось бы рассказать.
В заключении могу обрадывать. Если соблюсти большую кучу всякой всячины, то STM32F1XX работает без сбоев, даже если в двух метрах от него работает сварка, а рядом трудятся станки с киловатными двигателями. Причем работает не один проц, а сразу 5 и на разных расстояниях друг от друга ( распределенная сеть устройств до 10 метров). К тому же эти устройства то же управляют двигателями с токами около 5А ( при старте до 20А ).

Сообщение отредактировал vlad_new - Aug 21 2011, 14:03

[Kavlav]

Респект vlad_new'у, возьму на заметку!
А по правильной разводке платы тоже интересно, будет желание напишите пожста.

[AlexandrY]

PS: Ну вот. Не собирался писать статью, а получилось как всегда.

Вроде бы про производственный брак спрашивали.
А к чему было это сумбурное повествование?
Читайте даташит, там гораздо все ясней написано.

Мне производственный брак не встречался ни разу.
Хотя за тысячи сказать не могу, поскольку этим занимаются уже профессиональные ремонтники на сборке.
А они не копают и не фиксируют в чем именно проблема, просто меняют все что могут поменять автоматом.
На фоне плохой пайки, и некачественных плат выделить именно проблемы микроконтроллеров при производственном ремонте практически нереально.
Поэтому особо недоверие вызывает когда кто-то приводит статистику отказов микроконтроллеров на тысячах.

[vlad_new]

Вроде бы про производственный брак спрашивали.
...
Поэтому особо недоверие вызывает когда кто-то приводит статистику отказов микроконтроллеров на тысячах.

Доверять-не доверять решать Вам. Что касается производственного брака, то это вообще не тема. Вы же верно написали, что
"На фоне плохой пайки..." . И бльше ничего быть не может. Тагда эту тему надо вообще закрыть.

[AlexandrY]

Доверять-не доверять решать Вам. Что касается производственного брака, то это вообще не тема. Вы же верно написали, что
"На фоне плохой пайки..." . И бльше ничего быть не может. Тагда эту тему надо вообще закрыть.

Было бы чему доверять.

Вы ж от темы ушли. Стати лить воду про "лапы".

Так были или нет четко зафиксированы бракованные чипы и именно с проблемами во внутреннем функционировании, а не из-за проблем со статикой и плохой схемотехники?

[vlad_new]

Так были или нет четко зафиксированы бракованные чипы и именно с проблемами во внутреннем функционировании, а не из-за проблем со статикой и плохой схемотехники?

Ну я же уже писал. Повторюсь. Образцы были отправлены на экспертизу в ST. Там было сделоно послойное сканирование в рентгене и
выдоно официальное заключение с приложенными фотографиями. На основании этого заключения нам и поминяли всю закупленную ранее партию. То что Вы не сталкнулись с такой ситуацией - Ваше счастье. А вот мне кровушке это изрядно попортило. Естественно, что перед эксертизой эксперты тщательно анализировали и мои схемы, разводку плат, эксплатационнные условия и т.д.

[AlexandrY]

Ну я же уже писал. Повторюсь. Образцы были отправлены на экспертизу в ST. Там было сделоно послойное сканирование в рентгене и
выдоно официальное заключение с приложенными фотографиями. На основании этого заключения нам и поминяли всю закупленную ранее партию. То что Вы не сталкнулись с такой ситуацией - Ваше счастье. А вот мне кровушке это изрядно попортило. Естественно, что перед эксертизой эксперты тщательно анализировали и мои схемы, разводку плат, эксплатационнные условия и т.д.

Ну так и спрашивают, послойное сканирование чего? Какого узла на кристалле?
Или инженеры от ST сделали вам реверcинжениринг своего чипа?
Чего они там ради вас искали чего сами никогда не смотрели?

В чем проблема то заключалась?

[vlad_new]

Ну так и спрашивают, послойное сканирование чего? Какого узла на кристалле?
Или инженеры от ST сделали вам реверcинжениринг своего чипа?
Чего они там ради вас искали чего сами никогда не смотрели?

В чем проблема то заключалась?

Давай я выложу заключение. Там все написано и нарисовано. Но с одним условием: Я не буду здесь его обсуждать.
Поймите меня правильно. Я уже столько наобсуждался, что опять все заново начинать уже просто нету сил.
Файл прикрепил.

Прикрепленные файлы

 5998_final_report.pdf ( 1.29 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 903

 

[Kavlav]

Респект vlad_new'у, возьму на заметку!
А по правильной разводке платы тоже интересно, будет желание напишите пожста.

Ув. AlexandrY. Прошу Вас "не рубить с плеча" то, о чем пишет vlad_new.
Считаю, что данный опыт очень интересен и не только мне одному.
Объясню почему. Несколько лет назад в КБ мы производили устройства, правда на базе ATmega128.
Тираж этих устройств был более 15 тыс. экземпляров. Данные устройства эксплуатировались в сложных температурных и электромагнитных условиях. Похожие на те, о которых и пишет vlad_new. Так вот, попадались такие уникальные чипы, которые некорректно выполняли арифметические, логические и периферийные операции. Ведущему программисту пришлось написать специальный тест, который при старте тестировал логику и работу с периферией. Если этот тест не проходил, то основная программа не стартовала и выводилось сообщение об ошибке. И это были партии, закупленные в Китае. Вот в связи с этим, мне это важно.

[НЕХ]

А в заключении ST на конечного пользователя бочку катят, вроде. (и в даташит тычят...)

[vlad_new]

А в заключении ST на конечного пользователя бочку катят, вроде. (и в даташит тычят...)

Там не даташит. Там ссылка для меня на результаты экспертизы.
Потом есть разные этапы ( как это выразится даже не знаю - "достучаться до правды" ).
Экспертиза определяет только факт того что произошло с чипом, там никого не кого не обвиняет.
Выводы на основании экспертизы делает уже служба поддержки, владея схемами, разводкой платы
и много чего другого. Еще не забывайте, что я выложил только один конкретный результат экспертизы.
Из этого точно нельзя делать какие либо выводы. Поэтому я и просил не обсуждать результат экспертизы.
Там все сложнее, чем на первый взгляд кажется.

[AlexandrY]

Давай я выложу заключение. Там все написано и нарисовано. Но с одним условием: Я не буду здесь его обсуждать.
Поймите меня правильно. Я уже столько наобсуждался, что опять все заново начинать уже просто нету сил.
Файл прикрепил.

Ну спасибо за честность хотя бы.

А вот обсуждение здесь как раз только начинается.

Замечу что вы несколько приукрасили технологию исследования вашей проблемы.
У ребят на все ушло пожалуй не больше часа. В результате декапсулировали чип и термоанализатором установили протечку.
Никакого послойного анализа не делалось, даже нормального микроскопа не задействовали.
Как и ожидалось был элементарный пробой.
Мог ли быть такой пробой при поставке с завода? Думаю что шансы очень малы.
Имея опыт производства скажу что встречалось что угодно, но только не электростатический пробой еще не запаянной партии.
Это явно ручная работа пользователя, что в отчете и констатируется.

Я вот как он происходит когда все сделано вроде по мануалу, вот это самое интересное.

Я с движками серию STM32 применяю издавна.
И как ни странно тоже по неопытности получал пробои аналоговых входов у STM32
(Правда в голову не приходило доставать своими проблемами парней из ST )

Вот такая схема у меня почему-то пробивала постоянно аналоговый вход толерантный к 5 вольтам.


Ответ оказался очень простым. На больших токах при коммутациях земля у шунтового резистора в силу некачественной трассировки (а ее тут угадать очень сложно) оказывалась заметно ниже земли процессора. А так как на входе заботливо стоял конденсатор, то аналоговый вход (на него шел сигнал MOT_CUR_SENS )оказывался под реверсным током превышающим 5 мА.

С тех пор я никогда не пытаюсь соединяться с цепями движка без гальваноизолированных буферов. Даже если движок имеет как бы общую землю с процессором.

Кстати недавно мой дивайс с STM32 и LPC3250 несколько дней провисел на троллейбусной линии где мониторил непрерывно напряжение 600 В.
У народа на той линии загадочно и массово сгорали конвертеры. Так ни одного сбоя, накопил пару гигабайт лога, при этом все время был на связи в интернете по GPRS.

[vlad_new]

Ну спасибо за честность хотя бы.

А вот обсуждение здесь как раз только начинается.

Ну это слишком стандартные грабли. Я на такие наступал лет этак 15 назад. ( Без обид пожайлуста.)
Здесь проблемма крылась в программировании камня. Некоторые сразу не программировались, а некоторые
Поработавши немного ( имеется ввиду, просто включили питание и пока не подключаем никаких двигателей,
датчиков провадов и т.д.), неожиданно у камня поднималась температура где то до 60-70 градусов. При этом
весь чип со всеми портами полностью работал! Некоторые чипы через несколько минут начинали грется, а некоторые
через два три дня. Но при этом всеравно все работало. И еще раз повтарюсь - БЕЗ НАГРУЗКИ ! Ни каких токов ни по
каким землям не протикали. К тому же вот тебе загадка. Одни и те же платы. Одни чипы накрываются, а чипы из другой
партии нормально работают. И это не одна две платы, а сотня. А сейчас уже и тысяча работает. Почему же они тогда работают?
Ты патаешся разобраться, найти причину в разводке, гнилой схеме и т. д. Не надо этого делать. Все это уже не один раз
анализировалось инженерами из поддержки. Там то же не глупые люди седят. И пока они на 101% не убедятся, в том, что
я не напортачил в проэкте - никто в ST ничего на экспертизу посылать не будет.

[AlexandrY]

Ты патаешся разобраться, найти причину в разводке, гнилой схеме и т. д. Не надо этого делать. Все это уже не один раз
анализировалось инженерами из поддержки. Там то же не глупые люди седят. И пока они на 101% не убедятся, в том, что
я не напортачил в проэкте - никто в ST ничего на экспертизу посылать не будет.

Извини, конечно, что не попал со своей версией, хотя еще не известно.

Но "инженерами из поддержки" на меня впечатления не производит.
Настоящие инженеры сидят на разработке, а не на поддержке.

Пробой от святого духа не бывает, это как бы постулат.
Если у китайцев на выходном тестировании че-то сломалось, то брака должно было быть гораздо больше.
Теперь уж показывай схему и трассировку.
Не вижу кстати проблем пробиться входам даже при включении питания.
И тоже у меня такое было. При включении питания скажем механическим выключателем возникают вследствие дребезга мощные овершутинги в звене индуктивность проводов-входные емкости
В отчете между прочим указано что пробиты и вводы питания, причем не все!
Подозреваю что схема включенная вхолостую имела повышенные овершутинги чем обычно.
Ну а то, что в основном STM32 это выдерживают так это им в плюс.

Ну это слишком стандартные грабли. Я на такие наступал лет этак 15 назад. ( Без обид пожайлуста.)

Тут тоже интересно, лет 15 назад такого быть не могло ибо PIC-и сделанные по 0.5 мкм технологии спокойно такое выдерживали.

[vlad_new]

Тут тоже интересно, лет 15 назад такого быть не могло ибо PIC-и сделанные по 0.5 мкм технологии спокойно такое выдерживали.

А я и не писал, что 15 лет назад я STM ганял. Тогда это были камни с 51 ядром. Но проблеммы то те же. 51 ядро выдерживало отрицательное
напряжение не более 2,2В, дальше кристал вис и грелся ( в то время этот эффект почему то называли теристорным.) А на деле просто народ не разобрался в проблемме.
А вот к стате - твая схема действительно хороший пример. Ты прав только на половину. Тут ведь весь вопрос где именно соеденена земля
конденсатора. Если конденсатор соеденен с полигоном земли под процессором ( ну ты понимаешь), то все нормалек. А вот если
где то в удаленном месте от проца, то надо еще один резистор поставить после конденсатора и стараться поближе
к лапке процессора. Дальше сработает ограничительный диод на лапе ( отрицательные диоды на всех лапах имеются ). Что касательно
положительного "пичка" то с ADC входами тоже сработает диод, а вот на талирантных .. - вообще то я мерял возможности STM. Практика
показала, что лапка спокойно держит 20В. Конечно это не совсем честно, но я не думаю, что можно так плохо развести землю, что на
ней аж больше 20В пички будут. Хотя если амперы гнать через многочисленные переколки ...

Сообщение отредактировал vlad_new - Aug 21 2011, 20:37

[AlexandrY]

А я и не писал, что 15 лет назад я STM ганял. Тогда это были камни с 51 ядром. Но проблеммы то те же.

Новые чипы восприимчивы к наносекундным перенапряжениям. Статические тесты абсолютно не показатель.

То что у вас там чудес так много именно говорит о том, что у вас на схеме большой бардак с целостностью сигналов.
Наверно есть куча длинных проводников к микроконтроллеру, а сплошной земли под ними нет, а он сам стоит по центру платы, да?

[vlad_new]

В отчете между прочим указано что пробиты и вводы питания, причем не все!
Подозреваю что схема включенная вхолостую имела повышенные овершутинги чем обычно.

Вот те ... Я же просил не делать выводов только по этому отчету и объяснил почему. Если Вас уж так это заело, то обратите внимание
на разогрев изолирующего слоя в районе PA13 PA14 - это SWD и подключается туда родной ST-LINK. К то му же, ранее
я уже писал, что это ни одна плата, а 5 разных. Совершенно с разными разводками и схемами. К тому же у меня не один
проэкт, а десатки. И по вашему все это сделано не правильно. К тому же Вы так и не ответили почему на одних и тех же
платах одни чипи работают, а другие ( с другой партии ) не программируются или выходят из строя немного позже.
Конечно Ваше дело верить или нет но помоему Вы модератор - а это уже начинается флуд.

Новые чипы восприимчивы к наносекундным перенапряжениям. Статические тесты абсолютно не показатель.

То что у вас там чудес так много именно говорит о том, что у вас на схеме большой бардак с целостностью сигналов.
Наверно есть куча длинных проводников к микроконтроллеру, а сплошной земли под ними нет, а он сам стоит по центру платы, да?

Да по центру. Под чипом полный полигон земли, причем в обоих слоях. В некоторых платах имеются и длинные проводники, но под такими
проводниками с другой стороны печати идет полигон земли. А на счет чувствительности к высокочастотным помехам - ну так с чего же все
началось то? Ах да я предупредил народ, что бы окуратней были с выбором конденсаторов, что надо ставить HPO и тантал. Вот интересно
с чего бы я это придумал ? Вы похоже считаете всех ламерами. Очень жаль. Тогда позвольте откланится



Сообщение отредактировал vlad_new - Aug 21 2011, 21:18

[halfdoom]

Вот те ... Я же просил не делать выводов только по этому отчету и объяснил почему.

Отчет есть отчет. В нем четко написано: "We confirm that the customer parts were damaged by an Electrical overstress exceeding absolute maximal ratings.". И далее: "We recommend the customer to investigate at application level on these pins environment".

Причем сам ST никаких телодвижений предпринимать не собирался: "No Corrective Action is applicable since the devices have been damaged by an Electrical Overstress on customer application". И естественно, вам посоветовали NP0, что бы лучше давить помехи.

[AlexandrY]

...что это ни одна плата, а 5 разных. Совершенно с разными разводками и схемами. К тому же у меня не один
проэкт, а десатки. И по вашему все это сделано не правильно....

... что надо ставить HPO и тантал. Вот интересно
с чего бы я это придумал ? ...

Я не хотел бы обсуждать вашу квалификацию, но она один из косвенных признаков позволяющих понять ситуацию при том что вы не желаете яснее описать детали проблемы.

Я думаю можно пропалить все 5-ть разных плат используя кривой ST-LINK и незаземленный компьютер.

NPO вовсе не панацея, у них просто сдвигается резонанс выше, но от этого он не становится безопасней для современных камней.
Нормальная практика это когда комбинируют емкости ставя параллельно несколько номиналов чтобы правильно загасить резонансные пики на частотной характеристике.

Рекомендовал бы почитать вот эту статью для начала:
http://www.eetimes.com/design/analog-desig...-bypass-network

Однако на исследование отдали только два образца. Отсюда подозрение что остальные были спалены по другим причинам.

Под чипом полный полигон земли, причем в обоих слоях. В некоторых платах имеются и длинные проводники, но под такими
проводниками с другой стороны печати идет полигон земли.

Так полигон или весь слой земляной? Сколько слоев у платы?
Если полигон, то не поверю что он не рассечен у вас в нескольких местах.

[Rst7]

Я думаю можно пропалить все 5-ть разных плат используя кривой ST-LINK и незаземленный компьютер.

Да уж. Незаземленный комп на производстве - обычное дело. Часто с весьма феерическими результатами.