零部件芯片國產化問題分析整改

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， 導致國外芯片無法滿足國內各行各業生產需求， 面對國外對中國芯片的扼制， 急需加速國產化芯片的研發。 國產化芯片的發展不僅滿足國內制造業的需求， 同時也積極響應了國家的號召， 中國要有自主研發的芯片。 為了推動國家的號召以及制造業的發展， 各行業也逐步將進口芯片國產化。

1 故障現象

整車檢驗過程中， MMI （車載信息娛樂主機） 開不了機， 大屏沒有顯示。

2 故障排查

由于芯片短缺， 車載信息娛樂主機視頻解碼芯片SN65DSI84用國產芯片LT9211替換， 通過對比， 兩種芯片除了封裝不同之外， 其余參數均符合設計要求。 參數對比見表1。

表1 芯片參數對比

1） 上電電流排查： 故障機器上電電流實測500mA， 正常機器上電電流實測1300mA， 說明整機沒有正常運行。 圖1為CPU模塊排查， CPU無log信息， 證實CPU未啟動。

圖1 電流對比

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

3） PMIC上電時序排查： 發現1.8V上電前有520mV電壓， 經與芯片廠商確認， 該電壓有給EMMC 芯片供電，EMMC規格書要求上電前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供電高出規格書要求， 出現異常。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供電在規格書要求范圍內。 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國產化芯片的變更，引發EMMC芯片1.8V上電前電壓高于規格要求0.02V， 導致EMMC上電出現概率性工作異常。

3 MMI開不了機的原因以及整改方案

3.1 MMI開不了機的原因分析

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

3.2 整改方案

由于MMI國產化芯片替換引發EMMC芯片1.8V上電前電壓高于規格要求0.02V， 導致EMMC上電出現工作異常。 在不影響整個電路設計的情況下， 在測試引腳以及搭鐵處增加一個100Ω電阻， 以防懸浮電壓過高導致EMMC上電出現工作異常。 此點改動只需微調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

針對更改后的樣件再次進行高溫試驗驗證， 試驗結果如圖6所示。

圖6 高溫試驗

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

3 總結

中國芯片制造水平與國際巨頭還有很大差距。 如果國外一直對中國實施芯片禁運， 那么中國電子行業都將面臨巨大挑戰。 我們在研發車載零部件電路設計芯片選型時，尤其要注意國產芯片和國外芯片的特性差異， 特性參數需要多次校核， 整車耐久試驗也需要各種嚴苛環境都做到。