CYC84014PVI-422芯片VCCD纹波要求

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cross mob
Fayne_Meng
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您好,

      CYC84014PVI-422芯片VCCD纹波要求是多少?Datasheet有描述了VCCD电压范围1.71-1.89V;我这边发现VCCD纹波在100mv的时候芯片会出现异常死机情况,此时实测VCCD直流电压1.84V;

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Vison_Zhang
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VCCD 的正常工作范围是 1.71V-1.89V,只要 VCCD 不超出这个范围,即使纹波大一些也不会导致芯片死机。 对于触摸应用,数据手册给的电压纹波限制是针对 VDDD 的,VDDD > 1.8V 不与 VCCD 短接供电,最大纹波要求是 +-50mv,VDDD=1.8V与VCCD短接一起供电(内部LDO Bypass)最大纹波要求是 +-25mV,从实际测试看,将VDDD=1.8V与VCCD短接一起供电时的最大纹波要求定义为VDDD最小1.8V 且 VDDD 的最大纹波不超过 25mV 较为合适。

 

如果客户的芯片已经因为 VCCD 波纹导致死机,说明 VCCD上出现了低于 1.4xV 的低电压值,已经严重超出了 1.71V 的电压最小限制。需要从 PCB layout 入手解决,layout 需要满足两点, VCCD 电容贴近 VCCD 引脚放置,距离不超过 5mm(越小越好),VCCD电容地与芯片VSS地的地回路越短越好。

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BiBi_1928986
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If 4014 is operated in regulated mode, the range of voltage applied to both Vccd and Vdd (tied together) is 1.71-1.89V.  From the datasheet, it states this range must include the power supply ripple too.

So, if you measured 1.84V and have 100mV ripple, that's 1.94V, and that's out of range for proper operation of 4014 device.

If 4014 is operated in unregulated mode, then you don't apply any voltage to Vccd and the only connection to Vccd is a capacitor 0.1uF.  There should be no other connections to Vccd in this mode.  In this mode Vccd is the output of the internal regulator of 4014.  Do not apply voltage to this pin when operated in this mode, it will wreck the chip.

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Fayne_Meng
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您好,

       我这边 4014是工作在unregulated mode,VCCD接了105电容(根据新的官方AN以及我们的实测,105比104会更好一些),此时VCCD并未用来做别的用途,我们的需求是应该将VCCD的纹波控制在哪个范围比较合理?

       我个人的理解是这样的:由于此时VCCD是内部LDO的输出,且要求此输出电压不能用作他途,Datasheet就并未对VCCD做出具体的纹波要求;由于CapSense要求VDDD电压纹波是50mv,这样的话我觉得将VCCD控制在50mv可以作为以后设计的一个参考(并未进行纹波50mv的情况测试验证,不确保芯片也会出现异常死机的情况);

       请示下,谢谢。

Regards

Fayne

 

 

 

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Hello.

Controlling Vddd ripple should help Vccd ripple by some degree.  I don't know by how much though.  You are correct, there is no specific ripple specification for Vccd when operated in unregulated mode.  The datasheet only mentions the range of Vccd when operating in regulated mode of 1.71V-1.89V including ripple.

I would expect, if Vddd ripple is limited to 90mV, and Vccd is nominally 1.8V, this would help meet the upper and lower limits of Vccd (1.71V-1.89V even when operated in unregulated mode).

Keeping Vddd ripple small should also help capsense.

BTW, which AN shows 105 cap on Vccd?  The latest datasheet Rev-K still shows 104.

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Fayne_Meng
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which AN shows 105 cap on Vccd? 

>>AN57821 and PSoC® 4 Architecture Technical Reference Manual (TRM);

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Vison_Zhang
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VCCD 的正常工作范围是 1.71V-1.89V,只要 VCCD 不超出这个范围,即使纹波大一些也不会导致芯片死机。 对于触摸应用,数据手册给的电压纹波限制是针对 VDDD 的,VDDD > 1.8V 不与 VCCD 短接供电,最大纹波要求是 +-50mv,VDDD=1.8V与VCCD短接一起供电(内部LDO Bypass)最大纹波要求是 +-25mV,从实际测试看,将VDDD=1.8V与VCCD短接一起供电时的最大纹波要求定义为VDDD最小1.8V 且 VDDD 的最大纹波不超过 25mV 较为合适。

 

如果客户的芯片已经因为 VCCD 波纹导致死机,说明 VCCD上出现了低于 1.4xV 的低电压值,已经严重超出了 1.71V 的电压最小限制。需要从 PCB layout 入手解决,layout 需要满足两点, VCCD 电容贴近 VCCD 引脚放置,距离不超过 5mm(越小越好),VCCD电容地与芯片VSS地的地回路越短越好。

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idream
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看门狗使能了吗?

死机后看门狗是否能将其复位重新运行呢?

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Vison_Zhang
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这个无法保证,出现这种问题的源头不是代码跑飞了,而是电压过低不足以让芯片正常工作,甚至寄存器设置也无法保证数据不会丢失,所以WDT不运行也是可能的。 VCCD 为整个内核和寄存器系统供电,供电都不能保证,芯片出现任何情况都有可能。

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idream
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也就是说,如果VCCD电压低于1.4xV一段时间如几ms,然后重新恢复至1.8V,此时就算开了看门狗,看门狗也有可能无法将其复位?会POR复位吗?

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Vison_Zhang
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Vison_Zhang_0-1669942443617.png


VCCD 电压下降且位于 1.64V~1.71V 时,芯片处于可执行状态,此时芯片理论上还可以正常运行,至少芯片不会复位,SRAM和寄存器配置不会丢失,CPU也不会跑飞。

VCCD的电压位于 1.4V~1.64V 时,芯片处于保持状态,此时 CPU/SRAM等均处于保持状态,SRAM和寄存器配置还没有丢失。如果此时 VCCD 电压逐渐升高恢复正常,芯片会产生一个 BOD 复位。

VCCD电压如果低于 1.4V 最小保持电压时,芯片电压与无法维持芯片的保持状态,此时 CPU/SRAM/寄存器状态被破坏,芯片无法运行。此时如果 VCCD 接着下降,就可能触发VFALLPOR(VFALLPOR 在数据手册中标定的是一个范围 0.7V-1.4V,芯片真实的 VFALLPOR 值可能是该范围内的任意值,比如 1V/1.2V等),如果触发了 VFALLPOR 那么芯片的 POR/BOD 电路还是会产生一个 RESET 信号,如果电压没有下降到 VFALLPOR 就直接回升了,那么此时 POR/BOD 电路是无法产生 RESET 信号的,此时VCCD恢复正常值之后,芯片存在卡死的风险。

如果 VCCD电压一直下降到低于0.7V, 那么此时芯片相当于直接掉电时一样的,此时电压恢复芯片的 POR 电路一定可以检测到并复位,这是结果最好的一种可能。

总体来说就是,要么如果 VCCD的电压下降到 0.7V~1.4V 这个区间之后恢复正常电压,芯片是存在卡死的可能性的。这种卡死值得是芯片的逻辑紊乱,寄存器配置丢失等等,所以 WDT 也是无法工作的。

其实所有的 MCU 都是类似的情况,不怕完全掉电,就怕掉电调到一半电压又恢复了,这种情况最容易出问题。

idream
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Got it, 非常感谢~

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Vison_Zhang
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只要 VCCD 的布局到位,一般 VDDD 上有些干扰也不会导致 VCCD 上存在明显纹波的,毕竟是 LDO 的输出端,还有个储能电容配合。 我之前看到因为 VCCD 上干扰过大导致芯片卡死的设计,大多数 VCCD 电容的布局布线都有问题, VCCD 电容和引脚里的太远,VCCD 电容地与芯片地的回路过长是最常见问题。 当然也见过主电源纹波过大(电机等大负载启动瞬间)导致 VCCD 电压明显下降的情况,不过不多见。

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