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.

[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

[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

 

[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]

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?