Diese Seite behandelt Abschnitt 5.8 mit den einzelnen Prüfpunkten für den Schaltplan, übernommen aus SiFlis offiziellen Tabellen zur Design-Selbstprüfung. Zurück zu Minimalsystem und Stromversorgung, der ersten der drei Seiten mit Schaltplanrichtlinien.
Jede Tabelle behandelt einen Funktionsblock des Schaltplans. Die Spalte „Gilt für“ kennzeichnet Prüfpunkte, die nur für batteriegespeiste oder mit 3,3 V versorgte Varianten gelten; mit „Alle Varianten“ markierte Punkte gelten für die gesamte Produktfamilie.
Die Eingangsspannung an VBUS muss strikt im Bereich von 4,6 V bis 5,5 V gehalten werden
Akkubetriebene Varianten
2
Das Laden über VBAT unterstützt Akkus mit einer Nennspannung von 4,2 V bis 4,45 V; der Vorladestrom beträgt 40 mA, der maximale Ladestrom 1C (400 mA)
Akkubetriebene Varianten
3
Der Nennbetriebsbereich von VCC ist 3,45 V–4,7 V; 3,45 V ist die Hardware-Einschaltschwelle und 2,7 V die Hardware-Abschaltschwelle
Akkubetriebene Varianten
4
VSYS ist eine interne dedizierte Versorgung — sie darf nur AVDD_BRF und das GPIO-Pull-up-Netzwerk versorgen; andere externe Peripheriegeräte dürfen nicht daraus versorgt werden
Akkubetriebene Varianten
5
Die Last von VDD33_VOUT1 ist auf den im Gehäuse integrierten Flash-Speicher, externen NOR-/NAND-Flash und AVDD33_AUD begrenzt — andere Peripheriegeräte dürfen nicht daraus versorgt werden. Der Laststrom beim Softstart darf 30 mA nicht überschreiten; nach vollständiger Aktivierung beträgt die Belastbarkeit 150 mA.
Akkubetriebene Varianten
6
Die Softstart-Strombegrenzung von VDD33_VOUT2 beträgt 30 mA; sobald sich die Spannung bei 3,3 V stabilisiert hat, kann die Schiene 150 mA liefern. Die Softstart-Begrenzung kann per Software deaktiviert werden. Prüfen Sie dann, ob der Einschaltstrom des angeschlossenen Peripheriegeräts mit der empfohlenen Belastbarkeit dieser Versorgungsschiene vereinbar ist
Akkubetriebene Varianten
7
AVDD_BRF wird aus der VSYS-Domäne versorgt
Akkubetriebene Varianten
8
AVDD33_AUD wird aus der VDD33_VOUT1-Domäne versorgt
Akkubetriebene Varianten
9
Der Nennversorgungsbereich von PVDD ist 2,93 V–3,63 V, typische Standardbetriebsspannung 3,3 V
3,3-V-Versorgungsvarianten
10
Der Akkuspannungs-Messbereich von VBATS ist 0 V–4,5 V — diesen Bereich nicht überschreiten
3,3-V-Versorgungsvarianten
11
AVDD_BRF wird aus einer externen 3,3-V-Quelle versorgt
3,3-V-Versorgungsvarianten
12
AVDD33_AUD wird aus einer externen 3,3-V-Quelle versorgt
3,3-V-Versorgungsvarianten
13
AVDD33_ANA wird aus einer externen 3,3-V-Quelle versorgt
3,3-V-Versorgungsvarianten
14
Der Eingangsversorgungsspannungsbereich von VDDIOA hängt von der genauen bestellbaren Teilenummer ab — die Teilenummernbeschreibung im Datenblatt prüfen
3,3-V-Versorgungsvarianten
15
Bei der Akkuspannungsmessung ist zu beachten, dass der Chip bereits einen internen GPADC-Kanal mit VBAT/VBATS verbindet. Weisen Sie dieses Signal daher keinem weiteren GPADC-Kanal zu
Alle Varianten
16
Die BUCK_LX-/BUCK_FB-Verdrahtung folgt strikt der Hardware-Design-Spezifikation des Chips
Alle Varianten
17
VDD18_VOUT dient ausschließlich der Versorgung des im Gehäuse integrierten PSRAM — niemals für externe 1,8-V-Peripheriegeräte verwenden
Alle Varianten
18
GPADC_VREF akzeptiert nur einen externen Kondensator — niemals eine externe Spannung
Alle Varianten
19
AUD_VREF akzeptiert nur einen externen Kondensator — niemals eine externe Spannung
Alle Varianten
Abweichungen in der Originalquelle
Die ursprüngliche Selbstprüftabelle nennt für PVDD eine Untergrenze von 2,93 V und für VBATS eine Obergrenze von 4,5 V; die Gehäuse-Versorgungstabellen nennen dagegen 2,97 V bzw. 4,7 V. Diese Seite behält die Werte der Selbstprüftabelle bei. Beide Abweichungen für die genaue bestellbare Teilenummer mit SiFli klären; die größeren Bereiche nicht zur Designfreigabe verwenden.
Der Referenzschaltplan nennt außerdem 3,2 V–4,7 V für VCC und Flash sowie Sensoren als Lasten von VDD33_VOUT1. Das weicht von der Untergrenze 3,45 V und dem Verbot weiterer Peripherielasten oben ab. Die Tabellengrenzen beibehalten; Spannungsbereich und Lastumfang nicht anhand der Schaltplanbeschriftungen erweitern.
An anderer Stelle nennt der Fließtext einen VBUS-Eingangsbereich von 4,5 V–5,5 V und einen Ausgangsbereich von 4,5 V–5,4 V für OVP-Bauteile mit integriertem LDO. Die Selbstprüftabelle nennt dagegen 4,6 V–5,5 V beziehungsweise 4,7 V–5,4 V. Diese Seite behält die Tabellenwerte bei. Die geltenden Grenzwerte vor der Designfreigabe für das konkrete Gerät und mit SiFli klären.
Der Titel von Punkt 25 der ursprünglichen Selbstprüftabelle bezieht sich auf den Kondensator VDD33_VOUT2; im Detailtext wird jedoch irrtümlich VDD33_VOUT1 genannt, das bereits in Punkt 24 geprüft wird. Diese Seite folgt dem Titel von Punkt 25. Die gemeinte Versorgungsschiene mit SiFli klären.
5.8.3. Stromversorgungskondensatoren und -induktivitäten¶
Tabelle 5.8.3-1: Checkliste für Stromversorgungskondensatoren und -induktivitäten
Nr.
Prüfpunkt
Gilt für
Bestätigt (Ja/Nein)
1
VBUS-Kondensator ≥10 µF/10 V, nahe am Pin platziert
Akkubetriebene Varianten
2
VBAT-Kondensator ≥4,7 µF/10 V, nahe am Pin platziert
Akkubetriebene Varianten
3
VCC-Kondensator ≥10 µF/10 V, nahe am Pin platziert
Akkubetriebene Varianten
4
VSYS-Kondensator = 2,2 µF/6,3 V; Gesamtkapazität auf dieser Domäne ≤9,6 µF, nahe am Pin platziert
Akkubetriebene Varianten
5
VDD33_VOUT1-Kondensator = 2,2 µF/6,3 V; Gesamtkapazität auf dieser Domäne ≤9,6 µF, nahe am Pin platziert
Akkubetriebene Varianten
6
VDD33_VOUT2-Kondensator = 2,2 µF/6,3 V; Gesamtkapazität auf dieser Domäne ≤9,6 µF, nahe am Pin platziert
Akkubetriebene Varianten
7
PVDD-Kondensator ≥10 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
3,3-V-Versorgungsvarianten
8
VBATS-Kondensator = 0,1 µF/10 V zur Entkopplung, nahe am Pin platziert
3,3-V-Versorgungsvarianten
9
VDDIOA-Kondensator = 4,7 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
3,3-V-Versorgungsvarianten
10
AVDD33_ANA-Kondensator = 1 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
3,3-V-Versorgungsvarianten
11
BUCK_FB-Kondensator = 4,7 µF, zwischen Induktivität und Chip-Pin platziert
Alle Varianten
12
VDD_VOUT1-Kondensator = 4,7 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
13
VDD_VOUT2-Kondensator = 4,7 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
14
VDD_RET-Kondensator = 0,47 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
15
VDD_RTC-Kondensator = 1 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
16
MIC_BIAS-Kondensator = 1 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
17
AVDD_BRF-Kondensator = 4,7 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
18
AVDD33_AUD-Kondensator = 2,2 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
19
AUD_VREF-Kondensator = 1 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
20
GPADC_VREF-Kondensator = 4,7 µF/6,3 V, nahe am Pin platziert
Alle Varianten
21
Eine BUCK-Induktivität aus der SiFli-Liste freigegebener Lieferanten wird bevorzugt; wird ein anderes Bauteil verwendet, muss es L = 4,7 µH, DCR ≤0,4 Ω und Isat ≥450 mA erfüllen
Alle Varianten
22
Bei Produkten mit GPS oder anderen störungsempfindlichen Peripheriegeräten ist an BUCK_LX eine Lötfläche für einen parallel gegen Masse geschalteten Kondensator unter 100 pF vorzusehen; der endgültige Wert wird durch EMV-Tests am Gesamtgerät festgelegt
Die Ladeeingangsschnittstelle verfügt über eine OVP-Überspannungsschutzschaltung
Akkubetriebene Varianten
2
Soll sich das Display unmittelbar nach dem Anschließen des Ladegeräts einschalten, darf der interne Lader nicht verwendet werden. Stattdessen ist ein externer Lade-IC mit Power-Path-Management erforderlich
Akkubetriebene Varianten
3
Der interne Lader wird nur dort eingesetzt, wo es akzeptabel ist, dass sich das Display erst per Software einschaltet, nachdem der Akku auf 3,6 V geladen wurde
Akkubetriebene Varianten
4
Ein OVP-Bauteil mit integriertem LDO-Ausgang (z. B. LP5305AQVF) wird empfohlen: LDO-Ausgang 4,7 V–5,4 V, Lastfähigkeit ≥0,5 A, Überstromschutz-Auslösepunkt ≥0,7 A
Akkubetriebene Varianten
5
Wird ein OVP-Bauteil mit einstellbarer OVLO verwendet, sind die Teiler-Widerstände mit 1 % Toleranz auszulegen, der OVLO-Schwellenfehler unter 3 % zu halten und der Einstellbereich auf 5,15 V–5,55 V zu setzen
Akkubetriebene Varianten
6
Wird der interne Lader nicht genutzt, kann VBUS offen bleiben und dessen externer Kondensator entfallen; VBAT kann dann keine externe Last versorgen
Spannungsregler (LDO/DC-DC) verwenden einen bei High-Pegel aktiven EN-Pin. Soll der Ausgang standardmäßig ausgeschaltet sein, ziehen Sie EN über einen auf den Strombedarf des Gesamtgeräts abgestimmten Widerstand von 1 MΩ bis 5,1 MΩ auf Low
Alle Varianten
2
MOSFET-Stromschalter verwenden eine PMOS+NMOS-Topologie; der Steuerpin ist high-aktiv (ein) / low-aktiv (aus) und über einen festen 1-MΩ-Pull-down mit Masse verbunden
Alle Varianten
3
Der Stromschalter für externe Boot-Medien wird ausschließlich über PA21 gesteuert
Alle Varianten
4
Wird VSYS als Versorgung für GPIO-Pull-ups genutzt, ist der kontinuierliche statische Strom zu ermitteln. Bestätigen Sie, dass er das Energiesparziel des Gesamtgeräts erfüllt
Akkubetriebene Varianten
5
Wird LDO2 oder LDO3 als GPIO-Pull-up-Schiene genutzt, ist dessen Abschaltszenario bewertet, um sicherzustellen, dass kein Leckstrom oder abnormaler IO-Pegel auftritt
Akkubetriebene Varianten
6
Die I2C-Pull-up-Versorgung schaltet zusammen mit der IO-Domänenversorgung des entsprechenden Peripheriegeräts ein und aus, um Leckströme im Schlafmodus zu verhindern
Alle Varianten
7
Es ist bestätigt, dass der maximale statische Gesamtstrom des Geräts im Deep-Sleep-Modus der Projektspezifikation entspricht
Alle Varianten
8
Der statische Gesamtstrom aller Peripheriegeräte im Deep-Sleep-Modus ist erfasst und erfüllt das Stromverbrauchsziel des Projekts
Alle Varianten
9
Es ist bestätigt, dass der maximale statische Gesamtstrom des Geräts im Standby-Modus der Projektspezifikation entspricht
Alle Varianten
10
Der statische Gesamtstrom aller Peripheriegeräte im Standby-Modus ist erfasst und erfüllt das Stromverbrauchsziel des Projekts
Externes SPI-NOR-Flash an MPI3: PA13 (MPI D1) und PA17 (MPI D3) benötigen keinen Pull-up
Alle Varianten
2
Externes SPI-NAND-Flash an MPI3: PA13 (MPI D1) benötigt keinen Pull-up; PA17 (MPI D3) benötigt einen 7,5-kΩ-Pull-up
Alle Varianten
3
Externes SD-NAND-Flash an MPI3: PA13 (SD D3) und PA15 (SD CMD) benötigen 7,5-kΩ-Pull-ups; PA17 (SD D1) benötigt keinen Pull-up
Alle Varianten
4
Externes eMMC an MPI3: PA13 (SD D3), PA17 (SD D1) und PA15 (SD CMD) benötigen jeweils 7,5-kΩ-Pull-ups
Alle Varianten
5
Ist der im Gehäuse integrierte Speicher bereits an MPI3 angeschlossen, ist die externe MPI3-Nutzung auf SD NAND / eMMC beschränkt — kein externes SPI-NOR-/SPI-NAND-Flash anschließen
Alle Varianten
6
Stromsteuerung des externen MPI3-Speichers: SPI-NOR-Flash kann dauerhaft versorgt sein; SPI-NAND/SD-NAND/eMMC benötigen eine Stromschaltsteuerung; für das Booten von externem Medium ist die Speicherversorgung standardmäßig eingeschaltet
Alle Varianten
7
Die ausgewählte externe Speicher-Teilenummer ist auf der AVL des Projekts gelistet
Alle Varianten
8
Der Betriebsspannungsbereich des Speicherbauteils stimmt mit dem IO-Versorgungspegel des Hauptchips überein
Die ANT-Signalleitung ist ausdrücklich mit der Vorgabe einer charakteristischen Impedanz von 50 Ω in unsymmetrischer Signalführung gekennzeichnet
Alle Varianten
2
Die Signalkette reserviert ein PI-Anpassnetzwerk mit NC-Kondensatoren an den Shunt-Positionen und einem 15-pF-Kondensator an der Serienposition (Endwerte werden auf der Hardware abgestimmt)
Für Displays mit QSPI-Schnittstelle sind die dedizierten Pins mit Funktion 1 in der Gruppe PA00–PA08 zu bevorzugen
Alle Varianten
2
Ein Display mit RGB-Schnittstelle kann bei normalen Signalraten jedes GPIO nutzen; oberhalb von 30 MHz sind die Pins auf PA22–PA50 und PA52–PA54 (nur B1–B6) begrenzt
Alle Varianten
3
Ein Display mit MCU-8080-Schnittstelle folgt derselben Pin-Zuweisungsregel wie RGB; Hochgeschwindigkeitsszenarien sind auf PA22–PA50 und PA52–PA54 begrenzt
Alle Varianten
4
Ein EPD-E-Paper-Display folgt derselben Pin-Zuweisungsregel wie RGB; Hochgeschwindigkeitsszenarien sind auf PA22–PA50 und PA52–PA54 begrenzt
Alle Varianten
5
Display und Hintergrundbeleuchtung haben einen hohen Stromverbrauch; deshalb ist eine schaltbare Stromversorgung vorzusehen. Außer bei Always-on-Display-Konzepten müssen Display und Hintergrundbeleuchtung nach dem Einschalten standardmäßig ausgeschaltet sein
Alle Varianten
6
Der Betriebsspannungsbereich von Display und Touch-Bauteil stimmt mit dem IO-Domänen-Versorgungspegel des Hauptchips überein
Die Verdrahtung von Signal, Bias und weiteren Pins des MEMS-Mikrofons entspricht der Hardware-Design-Spezifikation
Alle Varianten
2
Das MEMS-Mikrofon nutzt MIC_BIAS des Chips als Bias-Versorgung
Alle Varianten
3
Die Verdrahtung von Signal, Bias und weiteren Pins des unsymmetrischen analogen ECM-Mikrofons (single-ended) entspricht der Hardware-Design-Spezifikation
Alle Varianten
4
Das unsymmetrische analoge ECM-Mikrofon (single-ended) nutzt MIC_BIAS des Chips als Bias-Versorgung
Alle Varianten
5
Jeder Audio-ADC-Eingangskanal hat einen seriellen Koppelkondensator von mindestens 2,2 µF
Alle Varianten
6
DACP/DACN erhalten jeweils einen 1-kΩ-Serienwiderstand nahe am Chip, mit einem 1,5-nF-Kondensator parallel zwischen beiden Signalen
Alle Varianten
7
Der mit ADC1P geteilte Pin PA55 wird als hochohmiger Eingang konfiguriert, wenn ADC1P aktiviert ist, um Funktionskonflikte oder Signalprobleme zu vermeiden
Alle Varianten
8
Der mit ADC2P geteilte Pin PA10 wird als hochohmiger Eingang konfiguriert, wenn ADC2P aktiviert ist, um Funktionskonflikte oder Signalprobleme zu vermeiden
Alle Varianten
9
Der mit MICBIAS geteilte Pin PA56 wird als hochohmiger Eingang konfiguriert, wenn MICBIAS aktiviert ist, um Pinfunktionskonflikte zu verhindern, die zu Leckstrom oder Schaltungsfehlern führen könnten
Anhand des Produktplans ist bestätigt, ob eine Taste Hardware-Weckfähigkeit benötigt; die passende Schaltung und Softwarekonfiguration sind umgesetzt
Alle Varianten
2
Die normale Tasten-Pull-up-Schaltung verwendet einen korrekt gewählten Widerstandswert und eine Pull-up-Spannungsdomäne, die zur IO-Versorgungsdomäne passt
Alle Varianten
3
Die Ein-/Aus- und Reset-Taste verwendet PA34 und ist high-aktiv. Ein 10 Sekunden langer Tastendruck löst einen Hardware-Reset aus. Auf der Platine ist ein Pull-down-Widerstand von 10 kΩ vorzusehen
Alle Varianten
4
Jedes Tasteneingangssignal hat ein passendes ESD-Schutzbauteil nahe der Taste
Die UART-Verdrahtung folgt der Kreuzverdrahtungsregel: MCU RXD verbindet sich mit Peripherie-TXD, MCU TXD mit Peripherie-RXD
Alle Varianten
2
Während des MCU-Resets ist das externe Peripheriegerät an PA35/PA36 (UART-multiplext) abgeschaltet, oder die Software zieht PA35/PA36 auf Low, damit abnormale Pegel keine unbeabsichtigte Reaktion des Peripheriegeräts auslösen
Alle Varianten
3
Der IO-Betriebsspannungsbereich des angeschlossenen UART-Geräts stimmt mit der entsprechenden IO-Domäne des Hauptchips überein
SDA und SCL haben Pull-up-Widerstände (2,2 kΩ bei 400 kHz empfohlen); die Pull-up-Spannungsdomäne wird von der Peripherieseite versorgt, sodass sie zusammen mit dem Peripheriegerät abschaltet
Alle Varianten
2
Es ist geklärt, ob der zugehörige I2C-Interrupt-Pin zum Wecken benötigt wird; der Pin ist entsprechend konfiguriert
Alle Varianten
3
Beschleunigungssensoren, Herzfrequenzsensoren, Magnetometer und ähnliche I2C-Sensoren unterstützen das Auslesen aller Register in einem einzigen zusammenhängenden Burst-Lesevorgang
Alle Varianten
4
Jedes Gerät an einem gemeinsamen I2C-Bus hat eine eindeutige Slave-Adresse ohne Konflikte
Die Verdrahtung von USB-Differenzsignal-, Strom- und Massepins folgt der USB-Hardware-Design-Spezifikation, ohne Vertauschung oder Kurzschlüsse
Alle Varianten
2
USB-Datenleitungen, VBUS und weitere Schlüsselpins verfügen über ESD-Schutzbauteile, die die ESD-Spezifikation des Gesamtgeräts erfüllen
Alle Varianten
3
Solange sich der MCU nicht im Schlafmodus befindet, bleibt USB aktiviert, damit Ein-/Ausstecken normal über das USB-Protokoll erkannt wird
Alle Varianten
4
Soll das Einstecken von USB auch im Schlafmodus erkannt werden, speist eine VBUS-Spannungsteilerschaltung einen IO-kompatiblen Pegel in einen Pin mit Hardware-Weckfunktion ein. Dieser Pin sollte möglichst auch zur Erkennung des Ladegeräts dienen
Alle Varianten
5
Der mit USB_DP geteilte Pin PA35 wird als hochohmiger Eingang konfiguriert, wenn USB_DP aktiviert ist
Alle Varianten
6
Der mit USB_DM geteilte Pin PA36 wird als hochohmiger Eingang konfiguriert, wenn USB_DM aktiviert ist
Tabelle 5.8.19-1: Checkliste für Debug und Download
Nr.
Prüfpunkt
Gilt für
Bestätigt (Ja/Nein)
1
PA18 (RXD) und PA19 (TXD) bilden die standardmäßige DBG-UART-Schnittstelle für Download und Debugging; die korrekte Zuordnung von TXD und RXD ist bestätigt
Alle Varianten
2
PA43/PA44, die Standard-SWD-Debug-/Download-Pins, haben lötbare Testpunkte für Programmierung und Debugging reserviert
Alle Varianten
3
PA00, der Boot-Modus-Auswahl-Pin, hat einen reservierten Pull-up-Widerstand und einen passenden Testpunkt
Alle Varianten
4
Für PA01, den Umschalter für die SWD-Pinposition, sind je nach Produktdesign bei Bedarf ein Pull-up-Widerstand und ein Testpunkt vorgesehen
Programm-Download-/Debug-Testpunkte reservieren VBAT oder 3,3 V, GND, PA18 (DBG_UART_RXD), PA19 (DBG_UART_TXD), VSYS (nicht anwendbar bei 3,3-V-Versorgungsvarianten) und PA34
Akkubetriebene Varianten
2
Die Anordnung jedes reservierten Testpunkts ermöglicht die manuelle Prüfung mit einer Prüfsonde und das Handlöten, ohne Hindernisse oder überfüllte Leiterführung
Alle Varianten
3
Die für die Produktionsprüfvorrichtung vorgesehenen Testpunkte (VBAT oder 3,3 V, GND, PA18, PA19, gegebenenfalls VDD33_VOUT1, PA00, PA01, PA34) müssen Pad-Größe, Abstand und Ausrichtung der Prüfvorrichtung entsprechen