零部件芯片国产化问题分析整改

李换玲

（浙江豪情汽车制造有限公司， 浙江 临海 317000）

由于全球疫情影响， 导致国外芯片无法满足国内各行各业生产需求， 面对国外对中国芯片的扼制， 急需加速国产化芯片的研发。 国产化芯片的发展不仅满足国内制造业的需求， 同时也积极响应了国家的号召， 中国要有自主研发的芯片。 为了推动国家的号召以及制造业的发展， 各行业也逐步将进口芯片国产化。

1 故障现象

整车检验过程中， MMI （车载信息娱乐主机） 开不了机， 大屏没有显示。

2 故障排查

由于芯片短缺， 车载信息娱乐主机视频解码芯片SN65DSI84用国产芯片LT9211替换， 通过对比， 两种芯片除了封装不同之外， 其余参数均符合设计要求。 参数对比见表1。

表1 芯片参数对比

1） 上电电流排查： 故障机器上电电流实测500mA， 正常机器上电电流实测1300mA， 说明整机没有正常运行。 图1为CPU模块排查， CPU无log信息， 证实CPU未启动。

图1 电流对比

2） CPU模块供电电压排查： ①VBAT供电电压， 要求3.9～4.2V， 实测4.0V， 无异常； ②VBUS 供电电压， 要求4.8～5.2V， 实测5.0V， 无异常； ③CPU模块PMIC要求1.8V供电电压， 实测1.8V， 无异常。

3） PMIC上电时序排查： 发现1.8V上电前有520mV电压， 经与芯片厂商确认， 该电压有给EMMC 芯片供电，EMMC规格书要求上电前1ms电压要低于500mV， 初步判定此处存在异常。

上电后RST和I2C_SDA、 CLK均为高电平， 反串到E01模块能量高， 造成EMMC供电高出规格书要求， 出现异常。如图2所示。

图2 LT9211与E01通信断开测量9211端

上电后EN为高电平， I2C_SDA、 CLK为低电平， 反串到E01模块能量低， EMMC供电在规格书要求范围内。 如图3所示。

图3 I84与E01通信断开测量I84端

综合以上分析过程， 此次LT9211国产化芯片的变更，引发EMMC芯片1.8V上电前电压高于规格要求0.02V， 导致EMMC上电出现概率性工作异常。

3 MMI开不了机的原因以及整改方案

3.1 MMI开不了机的原因分析

由于芯片短缺， 国产化芯片替换过程中， 国产化芯片的特性与国外芯片存在一定的差异导致整个电路悬浮电压过高， CPU无法正常启动， 所以表象就是整个车载信息娱乐主机大屏显示黑色。

3.2 整改方案

由于MMI国产化芯片替换引发EMMC芯片1.8V上电前电压高于规格要求0.02V， 导致EMMC上电出现工作异常。 在不影响整个电路设计的情况下， 在测试引脚以及搭铁处增加一个100Ω电阻， 以防悬浮电压过高导致EMMC上电出现工作异常。 此点改动只需微调Layout， 将原理图的测试引脚和搭铁端增加一电阻即可， 如图4、 图5所示。

图4 更改前电路原理图

图5 更改后电路原理图

针对更改后的样件再次进行高温试验验证， 试验结果如图6所示。

图6 高温试验

更改后的MMI在高温48h后可以正常工作， 未出现不良现象， EMMC可以正常上电工作， 未出现任何黑屏现象，此方案可以解决开不了机的问题。

3 总结

中国芯片制造水平与国际巨头还有很大差距。 如果国外一直对中国实施芯片禁运， 那么中国电子行业都将面临巨大挑战。 我们在研发车载零部件电路设计芯片选型时，尤其要注意国产芯片和国外芯片的特性差异， 特性参数需要多次校核， 整车耐久试验也需要各种严苛环境都做到。