Hallo, es geht mir um die nachhaltige Entwicklung elektronischer Geräte. Ich möchte mich auf einen einzigen Controllertypen bzw. dessen Baureihe für unterschiedliche Schaltungen und Anwendungen spezialisieren, um nicht ständig zwischen verschiedenen Architekturen wechseln zu müssen (von Ausnahmen abgesehen). Um mich für einen Prozessortypen zu entscheiden, ist es für mich wichtig, die Störfestigkeit von vornherein abschätzen zu können. Die HCS12 von Freescale sind meiner Erfahrung nach extrem robust, vom ATMEGA128 habe ich schon einige durch bloßes Berühren ins Jenseits befördert. Mit PIC, M16C und anderen habe ich bisher nur sehr wenig Erfahrung. Welche Bauarten (vorwiegend 8 und 16 bit) sind für störsichere und nachhaltige Entwicklungen wohl am ehesten geeignet? Danke!
Definiere "nachhaltig". Geht es dir um längstmögliche Laufzeit oder um lange Verfügbarkeit?
Tja nun nimm MILSPEC µCs die sind von -50 bis +80 C lauffähig und es gibt noch die Varianten die im Weltraum auch bissle Strahlung abkönnen. Wenn es 16bit sein soll such mal nach TRANSPUTER die gab's in 16 und 32 bit und als MILSPEC und SPACE ... Und wer einen µC sucht der bei EMV Tests 100kV abkann, tja ... Also was willste wirklich haben ? Wurde ja schon gefragt :-P
Josef schrieb: > vom ATMEGA128 habe ich schon einige durch bloßes Berühren ins > Jenseits befördert. Normalerweise ist das rein Berühren unkritisch. Viel schlimmer ist, wenn du elektrisch aufgeladen bist und dich über einen Pin des Prozessors entlädst. Lege vernünftigen Holzfussboden in dein Labor, hole dir eine anständige, geölte Holzarbeitsplatte und achte auf nicht zu hochohmiges Schuhwerk. Dann hat ESD eine gute Chance für dich, zu einem Fremdwort zu werden.
Dass Bauteile beim blossen Berühren kaputt gehen, ist dafür kein Kriterium. Das liegt in der Hand des Geräteentwicklers, bei welcher Störung was kaputt geht. Grenzen gibts immer. Und mit mehr Aufwand kann man besser schützen - auf der anderen Seite ist gegen direkten Blitzschlag kein Kraut gewachsen. Irgendwo muss man sich treffen mit sinnvollem Aufwand und erreichbarem Schutz.
HI
>Normalerweise ist das rein Berühren unkritisch.
Richtig.
Die Störfestigkeit ist außerdem mehr von der Beschaltung als vom
Controller abhängig.
MfG Spess
Also wir haben bei uns im Labor und in der Serienfertigung die besten Erfahrungen mit den Renesas R8C und RL78 Controllern gemacht.
Josef schrieb: > vom ATMEGA128 habe ich schon einige durch bloßes Berühren ins > Jenseits befördert. Kannst Du das mal näher beschreiben. Ich setze die AVRs sehr oft ein und bisher sind sie unkaputtbar. Verfust hab ich mal einen, das ist alles. Auf Arbeit haben wir ESD-Plätze, aber zu Hause im Winter funkt es schon mal, wenn ich elektrostatisch geladen bin und sie anfasse. Hat den AVRs noch nie was ausgemacht.
Ich habe schon endlos AVR's eingebaut, in Serien Produkten, und noch nie einen geschrottet. Die Leiterplatten sind OEM, dh die Kunden fassen sie an, und bauen sie selbt ein. Noch nie eine Retoure. Allerdings ist das Design auch mit den EMV Konzepten im Kopf gebaut worden.
Wenn Du alles "offen" lässt, darfst Du dich nicht wundern, dass sich das Teil mit einem Fingerschnippen ins Nirwana schicken lässt. Ich habe, vor allem, mit µC's, die für den Automotive-Bereich vorgesehen sind, gute Erfahrungen gemacht. Also ein bisschen musst Du auch selber machen. Was nutzt es denn, wenn der µC den Impuls überlebt, aber in eine Runde Reset einbiegt?
Josef schrieb: > es geht mir um die nachhaltige Entwicklung elektronischer Geräte. Ein vernünftig beschalteter und korrekt programmiert Mikrocontroller hält dir ewig. Ich habe schon zig hunderte Mikrocontroller in der Hand gehabt und habe es noch nie in 25 Jahren geschafft auch nur einen einzigen durch pures Berühren zu töten. Das fällt mir schwer zu glauben. Die meisten Leute machen was anderes falsch, das fällt ihnen dann aber nicht auf und wenn nichts anderes mehr übrig bleibt dann war es eben ESD. Einen Mikrocontroller mit Alltags ESD zu töten halte ich für sehr sehr unwarscheinlich. Einen Pin vielleicht, auch noch einen Port aber sicher nicht den ganzen Controller. Meistens ist man dann doch mit dem Tastkopf oder der Messpitze abgerutscht, vom Reflowlöten fliegt noch irgendwo ein kleiner Löttropen (Satellit genannt) durch die Gegend oder ein mini Kupfer-Stück des kürzlich abisolierten Kabels liegt auf der Platine. Die meisten Mikrocontroller die mir ausfallen sind, leiden an Gedächtnisverlust. Das kommt meist von einer schlechten Programmierspannung (aka. Programmierspannung aus USB Bus, schlechte Ladungspumpe auf Programmer-Clone aus China). Bevor ich mir aber Gedanken über den Ausfall von Mikrocontrollern mache, würde ich an die noralgischen Punke denken. Als erstes fällt mir das Netzteil bzw. dessen Kondensatoren ein. Auch, dass ein Mikrocontroller mit ein paar Entkopplungskondensatoren nicht ausreichend geschützt ist, sollte eigentlich klar sein. Spannungsversorgung puffern und filtern (Pi-Filter, Ferrite, ...). Eingangspins mit Diode(n) / Zenerdiode und einem Serienwiderstand schützen, Schutzdioden, Varistoren, ... es gibt tausende Möglichkeiten. Das kommt alles bevor man über die Unzuverlässigkeit eines Mikrocontrollers nachdenkt. Außnahme mögen space certified Produkte sein, aber dann spielt man gleich in einer ganz anderen Liga. Dann kostet ein Controller plötzlich einen vierstelligen Betrag ...
123 schrieb: > Ein vernünftig beschalteter und korrekt programmiert Mikrocontroller > hält dir ewig. Ack. Es geht nicht so sehr darum, ob er Dir in der Hand stirbt sondern ob er in der Schaltung im Produkt stirbt. Das hängt aber in den wenigsten Fällen am Prozesser (ich kenn aber auch solche "Ausfälle") sondern an der Peripherie und deren EMV-Gegebenheiten. 123 schrieb: > Bevor ich mir aber Gedanken über den Ausfall von Mikrocontrollern mache, > würde ich an die noralgischen Punke denken. Als erstes fällt mir das > Netzteil bzw. dessen Kondensatoren ein. Und wenn wir schon dabei sind: an der SW und an der Applikation. Dann musst Du auch über Redundanz/Diversität und Ausfallsicherheit nachdenken. Auch in der anderen HW - wie schion gesagt: Stromversorgung, Schnittstellen. Was macht der DC/DC- Wandler der auf 24V ausgelegt ist wenn er z.B. einen langen 100V Impuls bekommet (Surge, Burst, ...) und wie reagiere ich darauf, was macht der Prozessor dann, ... Amateur schrieb: > Also ein bisschen musst Du auch selber machen. > Was nutzt es denn, wenn der µC den Impuls überlebt, aber in eine Runde > Reset einbiegt? Yep, das war gemeint. Nicht der Controller allein ist das Wunder, sondern die Schaltung. rgds
>>>>Eingangspins mit Diode(n) / Zenerdiode und einem Serienwiderstand
Was macht man denn mit unbeschalteten Pins ?
- fest auf Masse legen oder
- Aus Ausgang per Soft parametrieren und auf low schalten oder
- Über einen Widerstand fest auf Masse
????
DirkF schrieb: > Was macht man denn mit unbeschalteten Pins ? Extern nicht beschalten und als Ausgang in Tristate - ggf noch Pulldown. Wenn Du Dir Gedanken darüber machen musst, wie ein unbeschalteter Pin eines Prozessors auf einer Leiterplatte in einem Gerät EMV (ESD, HF) auffangen kann dann hast Du ganz andere Probleme. Dann hast Du solche Störfestigkeitsanforderungen die mit den anderen Prüfungen (Burst, Surge, HF eingestrahlt, ...) sicherlich auch die gesamte IO und die Stromversorgung stressen werden dass das Prozessorproblem des nicht beschalteten Ports das geringste sein wird. Ausgenommen sind: Prozessorboards nackt am Tisch liegend - die sind im Labor. Da hat man (per se) ESD-Matten und bei Versuchen notfalls auch das Armband an. Wenn Du da den Prozessor mit einem offnen Portpin zum Absturz bringst hast Du was in der Verwendung Deiner Ports (SW) was falsch gemacht. rgds
Josef schrieb: > störsichere und nachhaltige Auch wenn die genaue Definition bis heute ausbleibt und tatsächlich die Beschaltung 95% der Störsicherheit ausmacht: 8051, so hart das klingt. Von gigantischer Strukturbreite mit Eprom und arschlahm bis zu moderneren Ausführungen mit zeitgemässer Taktrate und Flash Speicher ist alles dabei von x Herstellern. Zur Not als IP-Core ins FPGA wenn auch der letzte Hersteller aufgehört hat 8051 kompatible Derivate zu produzieren. Bei allen anderen kann kann der jeweilige Hersteller jederzeit den Stecker ziehen und das wars dann. Je schneller und moderner die MCU um so geringer die Strukturbreite und Versorgungsspannung und umso höher die Empfindlichkeit. Was allerdings das Problem ist alle paar Jahre auf eine andere MCU zu wechseln entzieht sich mir. Das muss der TE mit sich selbst ausmachen.
Lothar Miller schrieb: > Definiere "nachhaltig". Geht es dir um längstmögliche Laufzeit oder um > lange Verfügbarkeit? Sowohl als auch. Es ergibt für mich keinen Sinn, eine Schaltung und die Software (zumindest teilweise) neu zu entwickeln und somit unnötig Geld und Zeit zu verschwenden, weil in zwei oder drei Jahren keine gleichartigen Bauteile mehr verfügbar sind, und das bei gleichbleibenden Produkteigenschaften. Die Langlebigkeit spielt selbstverständlich ebenfalls eine Rolle. Damit ist gemeint, dass nicht sofort mit Ausfällen zu rechnen ist, wenn die Umgebungsbedingungen nicht exakt der Spezifikation entsprechen. Derartige Fälle sind zwar selten, aber nicht immer ganz vermeidbar. Peter Dannegger schrieb: > Josef schrieb: >> vom ATMEGA128 habe ich schon einige durch bloßes Berühren ins >> Jenseits befördert. > > Kannst Du das mal näher beschreiben. Wie beschrieben. Controller (ATMEGA128RF für 802.15.4) auf Testplatine, aus der Schachtel genommen, programmiert, experimentiert, zurück in die Schachtel, beim nächsten Versuch tot. Und das bei drei Exemplaren. Ist mir bei Motorola bzw. Freescale bisher nie passiert, auch dann nicht, wenn wirklich mal ein sichtbarer Funken in der Schaltung einschlug. Wie sind die Erfahrungen mit PIC-Controllern?
Josef schrieb: > Controller (ATMEGA128RF für 802.15.4) auf Testplatine, > aus der Schachtel genommen, programmiert, experimentiert, zurück in die > Schachtel, beim nächsten Versuch tot. Und wie hast Du erkannt, daß er defekt war? War der MC defekt oder der HF-Teil? Konnte man ihn nicht mehr flashen oder nichtmal die Signatur lesen? Mit welchem Programmer/Debugger hast Du ihn überhaupt angesprochen? Es gibt ja viele Sparprogrammerschaltungen, die oft nur sporadisch funktionieren. Der ATmega128RFA1 ist außerdem kein standard AVR, sondern nur bis 3,6V zugelassen. Hast Du vielleicht einen Pin mit 5V verbunden? Z.B. über den Programmer. Ich habe bisher nur standard AVRs (bis 5,5V erlaubt) verwendet und die sind sehr zuverlässig.
Josef schrieb: > Sowohl als auch. Es ergibt für mich keinen Sinn, eine Schaltung und die > Software (zumindest teilweise) neu zu entwickeln und somit unnötig Geld > und Zeit zu verschwenden, weil in zwei oder drei Jahren keine > gleichartigen Bauteile mehr verfügbar sind, und das bei gleichbleibenden > Produkteigenschaften. Hallo Josef, Was Du hier anscheinend meinst ist das Thema Verfügbarkeit von Bauteilen. Da musst Du dann Hersteller aussuchen die solche Themen gezielt adressieren. Suche Dir da einen raus, der ein breites Portfolio an Produkten hast mit denen Du dasselbe oder ein nur leicht abgewandeltes Produkt (Drop in Kompatibilität) realisieren kannst. Ganz wirst Du das Thema aber nie umgehen können da die Hersteller wie auch Du Dich an Marktgegebenheiten optimieren müssen. Josef schrieb: > Damit ist gemeint, dass nicht sofort mit Ausfällen > zu rechnen ist, wenn die Umgebungsbedingungen nicht exakt der > Spezifikation entsprechen. Das wird Dir kein Hersteller garantieren. Das ist die Aufgabe des Entwicklers das sicherzustellen. Ich weiß aber was Du meinst. Hatte mal ein Design mit einem Prozessor mit interner Resetschaltung. Die hat dann - obwohl die VCC-Leitung "stabil" war - bei bestimmten EMV-Störungen (industrielles Umfeld, im Metallgehäuse) "in eine Runde Reset" eingebogen. Die Störungen waren nur minimal auf Vcc. War auch anscheinend von Charge zu Charge unterscheidlich. Konnten wir nur per Indizien festnageln da wir die Resetschaltung im Prozessor nicht debuggen konnten da diese nicht zugäglich war. Bottom Line: Wenn Du gegen die meisten Probleme gefeit sein willst nimm einen großen Hersteller der die Controller in dauerhaft den Bereich Industrie und Automotive liefert, mach Dein Design EMV-fest und such Dir eine möglichst große Platform aus. Bleiben maximal eine Hand voll Hersteller über. rgds
Peter Dannegger schrieb: > Und wie hast Du erkannt, daß er defekt war? > War der MC defekt oder der HF-Teil? > Konnte man ihn nicht mehr flashen oder nichtmal die Signatur lesen? > Mit welchem Programmer/Debugger hast Du ihn überhaupt angesprochen? Zwei wurden dirkt nach dem Einschalten heiß und zeigten nur noch undefinierbares Verhalten, einer konnte nichtmal mehr mit dem Programmer angesprochen werden. AVRDRAGON heißt der Programmer. An dem soll es wohl nicht liegen. Wurde uber JTAG programmiert. Peter Dannegger schrieb: > Hast Du vielleicht einen Pin mit 5V verbunden? > Z.B. über den Programmer. Ausgeschlossen. 6A66 schrieb: > Josef schrieb: >> Damit ist gemeint, dass nicht sofort mit Ausfällen >> zu rechnen ist, wenn die Umgebungsbedingungen nicht exakt der >> Spezifikation entsprechen. > > Das wird Dir kein Hersteller garantieren. Das ist die Aufgabe des > Entwicklers das sicherzustellen. Ich weiß aber was Du meinst. Hatte mal > ein Design mit einem Prozessor mit interner Resetschaltung. Die hat dann > - obwohl die VCC-Leitung "stabil" war - bei bestimmten EMV-Störungen > (industrielles Umfeld, im Metallgehäuse) "in eine Runde Reset" > eingebogen. Die Störungen waren nur minimal auf Vcc. Darauf wollte ich hinaus. 6A66 schrieb: > Wenn Du gegen die meisten Probleme gefeit sein willst nimm einen großen > Hersteller der die Controller in dauerhaft den Bereich Industrie und > Automotive liefert, Ich werde wahrscheinlich Deinen Rat beherzigen. Was dort eingesetzt wird, ist i.d.R wirklich nicht schlecht. Auch wenn es billigere gibt. Wird dann wahrscheinlich auf Freescale hinauslaufen. Danke für die Antworten!
Differentialknilch schrieb: > Ich habe schon endlos AVR's eingebaut, in Serien Produkten, und noch nie > einen geschrottet. Die Leiterplatten sind OEM, dh die Kunden fassen sie > an, und bauen sie selbt ein. Noch nie eine Retoure. Allerdings ist das > Design auch mit den EMV Konzepten im Kopf gebaut worden. Allerdings hat ESD nur entfernt mit EMV zu tun.
Josef schrieb: > Zwei wurden dirkt nach dem Einschalten heiß Das sieht mir doch sehr danach aus, daß sie Überspannung abgekriegt haben. Nur durch ESD ist mir sowas nicht bekannt.
Josef schrieb: > Zwei wurden dirkt nach dem Einschalten heiß und zeigten nur noch > undefinierbares Verhalten Das könnte auch darauf hindeuten, daß die Versorgung mal verpolt gewesen war, gerade wenn sie gesockelt sind, und im Eifer des Gefechts, bekommt man das hin. Mit freundlichen Grüßen - Martin
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