分享一顆小小的電阻引發(fā)的失敗設(shè)計(jì)案例

如果說(shuō)芯片是電路的骨架，那么電阻就是在芯片之間起連接作用的關(guān)節(jié)。電阻的阻值、布放位置等，對(duì)設(shè)計(jì)的成功都起著至關(guān)重要的作用。

案例：產(chǎn)品由業(yè)務(wù)板和主控板構(gòu)成。業(yè)務(wù)板上監(jiān)控芯片的告警信號(hào)通過(guò)背板，輸送到主控板，經(jīng)主控板上邏輯芯片74LVTH16244處理后連接到主控板上CPU的中斷信號(hào)。

功能測(cè)試發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)制將業(yè)務(wù)板被監(jiān)控的一路電源拉地，CPU中斷信號(hào)卻不被使能。

該案例部分電路圖如下圖所示：另外，考慮到單板的熱插拔要求，信號(hào)和背板連接器之間都串有電阻。R1=1000歐，R2=100歐，R3=1000歐。

進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試的時(shí)候強(qiáng)制將被監(jiān)控的電源接地，在業(yè)務(wù)板側(cè)，測(cè)量業(yè)務(wù)板電源監(jiān)控芯片輸出的告警信號(hào)，可以測(cè)得有效低電平0V，但是在主控板74LVTH16244的一側(cè)，測(cè)得輸入信號(hào)電平為1.7V，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出低電平的輸入門限。

74LVTH16244是高阻抗輸入，因此3.3V將在三個(gè)電阻上分壓。當(dāng)電源監(jiān)控芯片輸出電平0V的時(shí)候，經(jīng)過(guò)分壓之后，在主控板上74LVTH16244的輸入端分得電平為（3.3V/2100歐）X1100歐=1.7V,超出了電平的門限。

將R1的阻值換成33歐的時(shí)候，告警的時(shí)候74LVTH16244輸入電平為（3.3V/1133歐）X133歐=0.38V，仍在低電平門限之內(nèi)，主控板能正確識(shí)別告警信息。

這個(gè)案例看起來(lái)簡(jiǎn)單，但是卻暴露出一個(gè)多單板協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)很容易出現(xiàn)的問(wèn)題。在本案例中，考慮到熱插拔需要，單獨(dú)看主控板和業(yè)務(wù)板的設(shè)計(jì)都不存在設(shè)計(jì)缺陷，但是在協(xié)同工作時(shí)卻暴露出問(wèn)題。

若一個(gè)產(chǎn)品由多塊單板組成，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行單板與背板連接器接口電路設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮本單板與其他單板協(xié)同工作的問(wèn)題。

此外，需要提及的是，有的設(shè)計(jì)者咨詢，將R1的阻值改為33歐之后，74LVTH16244輸入電平0.38V雖然處在輸入信號(hào)的低電平門限范圍內(nèi)，但是裕量不是很大，能不能將R3的阻值增大，如采用4700歐等，使得告警時(shí)74LVTH16244輸入電平進(jìn)一步降低？答案是不能，這涉及到邏輯器件實(shí)現(xiàn)電平翻轉(zhuǎn)時(shí)的電流要求。