零部件芯片國產(chǎn)化問題分析整改

李換玲

（浙江豪情汽車制造有限公司， 浙江 臨海 317000）

由于全球疫情影響， 導(dǎo)致國外芯片無法滿足國內(nèi)各行各業(yè)生產(chǎn)需求， 面對(duì)國外對(duì)中國芯片的扼制， 急需加速國產(chǎn)化芯片的研發(fā)。 國產(chǎn)化芯片的發(fā)展不僅滿足國內(nèi)制造業(yè)的需求， 同時(shí)也積極響應(yīng)了國家的號(hào)召， 中國要有自主研發(fā)的芯片。 為了推動(dòng)國家的號(hào)召以及制造業(yè)的發(fā)展， 各行業(yè)也逐步將進(jìn)口芯片國產(chǎn)化。

1 故障現(xiàn)象

整車檢驗(yàn)過程中， MMI （車載信息娛樂主機(jī)） 開不了機(jī)， 大屏沒有顯示。

2 故障排查

由于芯片短缺， 車載信息娛樂主機(jī)視頻解碼芯片SN65DSI84用國產(chǎn)芯片LT9211替換， 通過對(duì)比， 兩種芯片除了封裝不同之外， 其余參數(shù)均符合設(shè)計(jì)要求。 參數(shù)對(duì)比見表1。

表1 芯片參數(shù)對(duì)比

1） 上電電流排查： 故障機(jī)器上電電流實(shí)測500mA， 正常機(jī)器上電電流實(shí)測1300mA， 說明整機(jī)沒有正常運(yùn)行。 圖1為CPU模塊排查， CPU無log信息， 證實(shí)CPU未啟動(dòng)。

圖1 電流對(duì)比

2） CPU模塊供電電壓排查： ①VBAT供電電壓， 要求3.9～4.2V， 實(shí)測4.0V， 無異常； ②VBUS 供電電壓， 要求4.8～5.2V， 實(shí)測5.0V， 無異常； ③CPU模塊PMIC要求1.8V供電電壓， 實(shí)測1.8V， 無異常。

3） PMIC上電時(shí)序排查： 發(fā)現(xiàn)1.8V上電前有520mV電壓， 經(jīng)與芯片廠商確認(rèn)， 該電壓有給EMMC 芯片供電，EMMC規(guī)格書要求上電前1ms電壓要低于500mV， 初步判定此處存在異常。

上電后RST和I2C_SDA、 CLK均為高電平， 反串到E01模塊能量高， 造成EMMC供電高出規(guī)格書要求， 出現(xiàn)異常。如圖2所示。

圖2 LT9211與E01通信斷開測量9211端

上電后EN為高電平， I2C_SDA、 CLK為低電平， 反串到E01模塊能量低， EMMC供電在規(guī)格書要求范圍內(nèi)。 如圖3所示。

圖3 I84與E01通信斷開測量I84端

綜合以上分析過程， 此次LT9211國產(chǎn)化芯片的變更，引發(fā)EMMC芯片1.8V上電前電壓高于規(guī)格要求0.02V， 導(dǎo)致EMMC上電出現(xiàn)概率性工作異常。

3 MMI開不了機(jī)的原因以及整改方案

3.1 MMI開不了機(jī)的原因分析

由于芯片短缺， 國產(chǎn)化芯片替換過程中， 國產(chǎn)化芯片的特性與國外芯片存在一定的差異導(dǎo)致整個(gè)電路懸浮電壓過高， CPU無法正常啟動(dòng)， 所以表象就是整個(gè)車載信息娛樂主機(jī)大屏顯示黑色。

3.2 整改方案

由于MMI國產(chǎn)化芯片替換引發(fā)EMMC芯片1.8V上電前電壓高于規(guī)格要求0.02V， 導(dǎo)致EMMC上電出現(xiàn)工作異常。 在不影響整個(gè)電路設(shè)計(jì)的情況下， 在測試引腳以及搭鐵處增加一個(gè)100Ω電阻， 以防懸浮電壓過高導(dǎo)致EMMC上電出現(xiàn)工作異常。 此點(diǎn)改動(dòng)只需微調(diào)Layout， 將原理圖的測試引腳和搭鐵端增加一電阻即可， 如圖4、 圖5所示。

圖4 更改前電路原理圖

圖5 更改后電路原理圖

針對(duì)更改后的樣件再次進(jìn)行高溫試驗(yàn)驗(yàn)證， 試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 高溫試驗(yàn)

更改后的MMI在高溫48h后可以正常工作， 未出現(xiàn)不良現(xiàn)象， EMMC可以正常上電工作， 未出現(xiàn)任何黑屏現(xiàn)象，此方案可以解決開不了機(jī)的問題。

3 總結(jié)

中國芯片制造水平與國際巨頭還有很大差距。 如果國外一直對(duì)中國實(shí)施芯片禁運(yùn)， 那么中國電子行業(yè)都將面臨巨大挑戰(zhàn)。 我們?cè)谘邪l(fā)車載零部件電路設(shè)計(jì)芯片選型時(shí)，尤其要注意國產(chǎn)芯片和國外芯片的特性差異， 特性參數(shù)需要多次校核， 整車耐久試驗(yàn)也需要各種嚴(yán)苛環(huán)境都做到。