【現(xiàn)象描述】

某設(shè)計，CPU以菊花鏈的方式接兩片F(xiàn)lash存儲器， CPU的引導(dǎo)程序存儲在Flash 存儲器中，兩片F(xiàn)lash 存儲器互為冗余備份。

上電測試發(fā)現(xiàn)，多塊電路板從最接近CPU的那片F(xiàn)lash存儲器加載程序時出現(xiàn)異常，導(dǎo)致電路板無法啟動。

在案例3.8中提到，在一驅(qū)多的設(shè)計出現(xiàn)故障時，驗(yàn)證時鐘信號邊沿的單調(diào)性是重要的調(diào)試方向。但波形測試發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)lash存儲器時鐘信號邊沿單調(diào)，沒有出現(xiàn)明顯信號質(zhì)量問題。在數(shù)據(jù)信號上，也沒有明顯的信號質(zhì)量問題。

【討論】

在故障分析時，工程師將帶有測試波形的照片發(fā)給筆者，筆者注意到照片上示波器的帶寬是50MHz，按照測試精度3%計算，該款示波器適合測量的最高頻率約為25MHz，即可以準(zhǔn)確測得的最小時間寬度為40ns，而兩片F(xiàn)lash芯片之間由于信號反射所造成的邊沿不單調(diào)持續(xù)時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于40ns，所以該款示波器無法驗(yàn)證時鐘信號邊沿單調(diào)性。在采用更高頻帶寬度示波器的測試后，驗(yàn)證了距離CPU最近的Flash芯片的時鐘信號存在邊沿不單調(diào)的問題。

【擴(kuò)展】

這個案例中，板上有兩片型號完全相同的Flash存儲器，問題只發(fā)生在最接近CPU的那片F(xiàn)lash存儲器，因此不用考慮無關(guān)的調(diào)試方向，如電源噪聲、復(fù)位電路、上電順序、芯片本身故障等。本案例中的情況，兩塊存儲器是一樣的原理圖信號連接、 一樣的電源，唯一的差異就是PCB布局和PCB布線，因此最值得懷疑的就是信號質(zhì)量，但在本案例最初的測試中，在信號質(zhì)量上卻沒有獲得有價值的線索。

相信不少工程師遇到過這樣的情況，通過測試，首先排除了可能性最大的調(diào)試方向，然后陷入迷茫。

針對調(diào)試，需明確兩點(diǎn)：

① 通過測試，逐一排除可能性，當(dāng)其他可能性都排除了，剩下的那個就是故障根本原因。

② 通過測試，排除故障可能性時要特別注意，一旦測試方法錯誤，導(dǎo)致錯誤地排除了某個可能性，將會產(chǎn)生方向性的錯誤，之后的所有調(diào)試工作可能都將變成南轅北轍。

從筆者負(fù)責(zé)過的電路故障調(diào)試經(jīng)歷看，錯誤的測試方法導(dǎo)致調(diào)試走錯方向的不在少數(shù)。

打開測試儀器，無論測試方法正確與否，都可以得到一個測試結(jié)果。而測試又是一把雙刃劍，正確的測試可以幫助找到真實(shí)的故障原因，錯誤的測試會對故障調(diào)試產(chǎn)生嚴(yán)重的誤導(dǎo)。所以，對于一個硬件研發(fā)部門而言，要組建一個高速電路實(shí)驗(yàn)室，僅僅在硬件上投入是不夠的，在軟件上，還應(yīng)通過部門內(nèi)部的培訓(xùn)、傳幫帶使工程師掌握正確的測試方法。

筆者一直用以下這段話來警醒自己，此處與大家共勉：

“一個問題的調(diào)試，背后有5個可能性，只有一個能通往真相。

排除了4個，最后一個很可能是最難驗(yàn)證的，此時無須驗(yàn)證，它就是真相。

真正困難的是，在排除前4個的過程中，若做出了錯誤的排除，則滿盤皆輸，問題無解。”

多年前，筆者曾經(jīng)負(fù)責(zé)了一塊電路板的研發(fā)。第一版調(diào)試時，工廠生產(chǎn)的5塊電路板，有4塊出現(xiàn)了相同的問題，在列出調(diào)試方向并逐一進(jìn)行驗(yàn)證后，排除了所有與設(shè)計、生產(chǎn)有關(guān)的可能性，最后唯一剩下的可能性就是芯片故障，盡管通過接口I-V曲線測試等方法無法確定芯片是否存在損傷，盡管芯片廠家認(rèn)為該故障不像芯片問題，但當(dāng)筆者確認(rèn)了所列調(diào)試方向的完備性，以及測試方法的正確性后，就可以堅定地相信故障原因在芯片內(nèi)部，所以以此為依據(jù)要求芯片廠家必須對芯片做失效分析，最終確定了芯片內(nèi)部的故障。

以上案例來自電路設(shè)計領(lǐng)域知名專家-王老師《高速電路設(shè)計進(jìn)階》著作內(nèi)容其一案例！