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硬件测试内容之九:POR(芯片)

硬件测试内容之九:POR(芯片) 一、POR功能的核心作用POR电路类似一个“系统重启按钮”。核心作用是监控电源电压在电压未达到稳定工作水平前持续输出复位信号将芯片内部所有逻辑电路如触发器锁定在已知的初始状态。当电源电压上升到预设的安全阈值即去断言阈值De-assertion Threshold后POR电路释放复位信号允许芯片开始正常工作。避免在电源不稳定的“竞争”状态下芯片逻辑出现错误。二、POR测试方法与内容POR测试旨在全面验证其在不同条件下的性能与可靠性主要测试内容和方法如下测试类别主要测试内容关键测试参数/方法阈值电压测试测量POR电路触发复位的临界电压值即去断言阈值。扫描电源电压监测POR输出信号翻转时的电压点。典型范围在0.8V至3.3V之间但具体取决于芯片设计。时序特性测试验证复位信号与电源电压变化之间的时序关系。测量复位信号的建立时间、保持时间、上升/下降沿斜率通常要求≥1V/μs以及上电复位所需的完整时间tPOR。电源斜坡测试模拟不同速率的上电/下电场景验证POR的鲁棒性。变化电源的上升时间Trise、下降时间Tfall、低电平持续时间Tlow等参数。例如ST公司规定其串行EEPROM需满足Trise ≥ 1µs,Tfall ≥ 1µs等条件。抗干扰/鲁棒性测试评估POR电路在电源不稳定或受干扰时的表现。-电压跌落/骤降测试模拟电源瞬断或跌落观察POR是否误动作。-注入干扰测试在电源上叠加特定频率如1kHz-1GHz和幅度的干扰信号检测误触发率。-温度漂移测试在-40℃至85℃温度范围内监测复位阈值的变化量通常要求ΔV≤2%。三、测试用例用例1基本功能验证目的验证POR电路在标准上电条件下能否正常触发和释放复位。步骤将芯片电源电压VCC从0V线性上升至额定电压如3.3V上升速率符合芯片规格书要求如≥1V/ms。使用示波器监测VCC和POR输出引脚或内部复位状态的波形。预期结果在VCC达到POR上升阈值前复位信号保持有效如低电平VCC超过阈值后复位信号在规定的tPOR时间内释放变为高电平。用例2掉电再上电Brown-Out测试目的验证当电源电压跌落至阈值以下再恢复时POR能否正确响应。步骤芯片正常工作后将VCC电压降低至低于POR下降阈值如1.0V以下。维持一段时间Tlow后再将VCC重新上升至额定电压。预期结果VCC跌落时芯片应进入复位状态VCC重新上升后应能再次完成上电复位流程系统恢复正常。用例3异常电源波形抗扰度测试目的评估POR电路在电源出现异常波动时的抗干扰能力。步骤在芯片循环进行热复位时通过专用装置在VCC上叠加异常跌落、瞬时低电等干扰脉冲。监测芯片是否出现“跑飞”等异常状态并记录。预期结果在规定的干扰强度下POR电路不应误触发或失效芯片应能稳定运行或按设计进入安全状态。四、相关标准文件POR测试可参考以下几类标准具体采用哪个需依据产品类型和应用领域确定国际通用/器件级标准ASTM F1573-08(2020)Standard Test Method for Electronic Component Reset Characteristics电子元件复位特性标准测试规程。这是专门针对电子元件复位特性含POR的测试方法。JESD22-A114FElectrostatic Discharge (ESD) Sensitivity Testing of Semiconductor Devices半导体器件静电放电敏感度测试。虽非专门针对POR但ESD测试是芯片可靠性测试的重要部分。系统级/环境与电磁兼容标准GB/T 2423.22-2012电工电子产品环境试验 第2部分复位特性试验方法。这是中国的国家标准规定了电工电子产品复位特性的环境试验方法。IEC 61000-4-29Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-29: Testing and measurement techniques - Voltage dips, short interruptions and voltage variations on d.c. input power port immunity test电磁兼容性-电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验。主要用于测试设备对直流电源端口电压波动的抗扰度。ISO 16750-2:2023Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment — Part 2: Electrical loads道路车辆-电气负荷。适用于汽车电子领域对电源系统的电气特性有严格要求。
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