教你如何分析芯片损坏的原因
发布日期:2023-07-19
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板子莫名其妙就不能进行调试了？烧录芯片经常出现坏片？良品率太低？是芯片太过脆弱么？还是我们的操作不当？也许看了下面，你就能找到问题的真正原因。
我想大家或多或少遇到过这样的问题，手上的芯片不知怎么的就烧不进去程序了，搞了半天也找不出原因，对于开发者来说，虽然也就是多花个几两银子换个芯片的事，但也是挺闹心的，而对于大批量生产来说，经常出现这种情况可就不是个小问题了。这里总结了一些可能会搞坏你芯片的小细节，可能对苦于换芯片或者纠结于良品率的你有一些帮助。
1.供电电压
看到这里你也许就笑了，我系统板上的芯片供电是LDO输出的，稳定的很，怎么会烧芯片。这就要从芯片烧写程序的两种方式说起：在板烧录和座烧。
对于个人用户或是某些特定的行业，如汽车电子，大部分都是用在板烧录，
图 1 在板烧录
另一种方式工厂批量生产用的比较多，即座烧的方式，如下图这种情况。
图 2 座烧
对于很多开发板或者我们自己设计的系统板，调试接口的VCC一般都是直接从芯片供电引脚拉出，如果编程器供电不稳，则很容易造成芯片的过压损坏。下图为一款MCU的供电电压范围：
若编程器供电电压不准或电压不稳，超过了这个范围，则芯片将很容易损坏。
座烧就更不用说了，芯片直接由编程器供电，如果编程器供电不稳，那烧录芯片的良品率将会成为你的噩梦。
2.芯片加密
一般的开发者很容易忽略芯片为我们提供的这个重要功能，但是当你的产品要大卖的时候，这个功能就显得尤为重要了，加密功能能有效防止你的产片代码被抄袭。芯片加密等级一般有3级，我觉得这款Cypress的芯片手册给出了比较明确的说明。
OPEN：芯片没有保护，意味着你烧录到芯片中的软件可以被山寨者直接读出。
PROTECTED：芯片有了读出保护，意味着没有人可以读出来芯片中的数据，但是芯片可以擦除，擦除之后可以再次使用。
KILL：你的芯片被“杀死了”，和上一个级别的保护一样，没有人可以读取芯片数据，但是这一次，整片擦除也不起作用了，你的芯片无法重新烧录,但是不是真的“死了”，它还可以运行烧录进去的程序。
需要注意的是这些保护一般都是重新上电后才会生效。
如果你哪天没睡醒烧写程序的时候把芯片的加密位设置成了KILL，那么恭喜你，可以换新的芯片了。
另外一种比较有意思的情况发生在大批量生产中，由于各种各样的因素影响，芯片有时候烧到一半就被中断了，而有些芯片的加密位恰恰是在烧录文件的前段，对于有些烧录器，可能会直接按烧录文件顺序烧录，就会造成芯片已经被KILL了，但是由于烧录中断造成后半段的程序还没烧进去，那这个芯片就真的废了。一种比较可靠的烧录方案是在最后烧录加密位，这样就可以有效避免烧录中断造成的芯片意外锁死。
3.编程高压
有些OTP（一次可编程）芯片可能需要编程高压才能将数据写入，虽说是高压，其实很多也就6、7V左右，再高也就十几伏，这种程度的电压对于我们来说比较安全，但对于很多芯片来说，已经算是高压了，即使是需要这种电压才能编程的一些OTP芯片，也无法长时间承受，因此有些芯片会规定高压加载的最长时间，一旦超过这个极限，OTP区就可能会永久损坏。有些编程器会提供编程高压的输出功能，在烧录的流程中自动开关编程电压，而对于那些没有提供编程高压的编程器，使用时就要小心不要在编程的时候发呆走神了，一定要及时断开编程高压。
此外，还有很多其他的因素会损坏你的芯片，比如静电防护是否做得到位，芯片存储的湿度，温度是否符合要求，芯片焊接的温度是否过高等，要提高烧写的良品率，就要从多个方面做工作，当然也不可忽略以上这些不易引起注意的细节。
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