软盘Emu硬件故障分析结果

没有人喜欢对无法工作的硬件进行故障排除，我也不例外。每次我要求合同制造商组装一批更多的 Floppy Emus 时，总会有一些没有通过 QA 测试。那些会发生什么？几年来，累积的质量检查失败一直堆放在我办公室的角落里，还有一些客户退货，都在等待我花时间调查他们的那一天。等了很长时间，但“故障分析日”终于到来了，或者更像故障分析月，结果非常有趣。以下是我发现的独特故障原因的细分，以及受每种原因影响的主板数量。硬件问题诊断 计数时钟晶体/无时钟 26 时钟晶体/坏时钟 16 CPLD 芯片损坏 6 微控制器未编程 5 焊接问题 5 微控制器芯片损坏 4 损坏的显示头 1 缺少组件 1 PCB 破裂 1 无问题，好板 1 未知，无法解决 2 时钟晶体 这是一个奇怪的故障，最初需要大量时间来追踪，但一旦我学会识别症状，我意识到我的大多数 QA 失败都是由于这个问题造成的。上个月，我在另一篇文章中更详细地介绍了时钟晶体的奥秘。简而言之，在我最近的生产批次中，我的时钟晶体供应商缺货了。经我批准，合同制造商更换了具有相同规格的不同晶体。它不应该影响任何事情。但不知怎的，它确实做到了。 26 个 QA 失败的时钟似乎根本不起作用。当微控制器时钟源更改为外部晶体时，该板完全无法执行任何操作。另外 16 个显示出一定程度的功能，但在较高时钟速度下表现不稳定或出现故障。最初我不确定这是否是由于较新的晶体暴露了软盘鸸鹋设计中的一些缺陷或脆弱性，或者是否仅仅是由有缺陷或损坏的晶体引起的。最终我得出的结论是，晶体在组装过程中因粗暴操作或过热而损坏。更换晶体并对电路板重新编程解决了所有问题。 CPLD 芯片 Floppy Emu 上的 Xilinx CPLD 芯片是一朵娇嫩的花朵，长期以来一直是挑战的根源。在今年的晶体门崩溃之前，CPLD 是我观察到的最大的故障来源。作为直接连接到 Floppy Emu 外部接口的芯片，它首当其冲地受到任何静电放电或电应力的影响。它是一个耐 5V 的 3.3V 部件，但它的 5V 耐压能力有时似乎有点值得怀疑，至少在这里使用的方式是这样。 CPLD 故障或损坏的症状可能包括磁盘仿真故障、过热或不稳定的行为。通常，设备仍然可以正常工作，并且显示屏上会显示文本，但磁盘功能不再起作用。在极端情况下，发生故障的 CPLD 会导致电源与接地发生硬短路，然后就无法工作。更换 CPLD 并重新编程解决了这些板的所有问题。微控制器未编程 有趣的是，还是令人沮丧取决于您的观点，质量检查失败的第三个主要原因是微控制器根本没有编程。有人在合同制造商的开关处睡着了，忘记了自己在做什么，将 PCB 放错了一堆，或者发生了其他情况。带有未编程微控制器的板乍一看似乎完全死机，但它仍然在调试器中做出响应，并且只需要几秒钟即可刷新芯片并让一切正常工作。焊接问题 每个元件都必须通过焊料电气连接到 PCB 上。焊接问题可能很难用肉眼发现，但通常在放大倍率下会跳出来，所以我的第一个故障排除步骤通常是在 10 倍下查看有问题的电路板。我真的应该买一个很酷的台式显微镜，但目前我使用的是便宜的 10 倍珠宝放大镜，效果足够好。有几块电路板的焊料过多，导致焊桥无意中连接了两个相邻的 IC 引脚。但更常见的是发现焊料不足或焊点不良的接头，其中 IC 引脚有点靠在 PCB 焊盘上，而没有实际粘合到其上。幸运的是，用烙铁和一点助焊剂就可以轻松解决这两个问题。微控制器芯片损坏 板载微控制器跳闸是另一个潜在的故障源。根据我的经验，这些微控制器非常强大，我所见过的唯一故障是在客户不小心将 Floppy Emu 电缆反向连接到 Apple II Disk II 控制器时造成的。这非常容易做到，因为 Disk II 控制器具有裸露的引脚连接器，而不是带护罩和键控的接头。反向连接会产生+12 和-12 伏电压