【技术大神】RDS接收芯片注意事项：可爱又可恨的IIC通信

时间： 2019-09-04 来源：技术大神活动文章

技术问答

随着互联网的兴起，信息的无缝传输与交流显得尤为重要，人们对互联网的依赖，从来没有今天这样强烈。汽车不仅是人们的代步工具，也越来越多的成为人们交流的平台，聪明的汽车营销商，一定会把汽车打造成一个信息交流平台。因此随着家庭汽车保有量的不断增加，汽车信息互联的装置，必将会爆发式增长。可以肯定信息互联是未来趋势。

笔者今年的项目开发就是构建一个汽车信息交流平台而且在最后阶段，要求增加实时广播功能。关于接收并解调交通广播，市场上最常见的解决方案就是SILICON LABS的Si4749，一款适用于车载信息娱乐系统的调谐器芯片，具有较高的可靠性，且已经通过AEC-Q100认证。最主要的是Si4749能够额外提供接收信噪比、多路径干扰等专属信息，这样当我们在不同的广播塔信号范围间移动时，就能快速识别到优质信号并将主要调谐器切换到高质量的通道。这个功能可以大大提高用户的使用体验，也是Si4749成为主流解决方案的原因。因此，项目决定追加Si4749来实现实时交通广播信息的高保真还原。

问题总揽

由于项目临时增加Si4749 芯片，因而要在工厂重新生产调试。当机器组装好调试的过程中，发现机器无法正常启动。样品的电路框图如下图所示：

图1：样品电路框图

问题分析及解决
此次生产的样品，在上次的基础上，仅仅增加了Si4749芯片，为何会导致机器无法启动呢？
这是个很奇特的问题，为了探究原因，我们采用排除法的思考方式，分析如下：

图2：问题分析流程图

首先，要锁定导致问题的模块；比较电路图，发现变化点仅为增加TMC芯片Si4749。因此把问题的重心转移到Si4749相关电路。确定具体模块后，我们测量Si4749的供电电源，发现供电电源的电压值和纹波值都满足芯片的要求，排除电源的影响。然后，我们测量Si4749的控制信号，发现RST信号输入正常且时序满足Si4749的要求，排除控制不当的影响。接着，我们测量Si4749的IIC通信，通过主控芯片的调试接口，发现Si4749和MCU之间的IIC通信无法建立，判断是IIC通信异常影响主机正常启动。最后，我们分析了IIC通信可能失败的几种情况：

1）上拉电阻阻值使用不当，导致通信波形失真。
2）通信线滤波电容容值过大，导致通信波形失真。
3）Si4749芯片的IIC 地址设定有误，导致地址冲突。
4）IIC信号的电平值不满足要求，导致通信失败。

测量IIC通信波形后，发现波形无失真，排除1，2的影响。IIC通信的设备有四个：MCU主控芯片，DSP数字信号处理器，AMP模拟音频放大器和SI4749芯片，且地址无冲突，排除3。SI4749的I/O端口是3.3V逻辑，MCU主控芯片的I/O端口是5V逻辑，且中间有电平转换电路，排除4。

如果都不是可能失败的情况，又会是什么原因呢？最后，我们发现Si4749的一个复用端口在设计时设置有误：如下图所示。GPIO2和INT复用一个端口PIN20，INT信号送给MCU，我们为了电平匹配，追加3.3V电平转换为5V电平的电路，此电路导致INT信号有一个weak上拉。但是，当Si4749配置IIC通信时，要求/RST信号解除时，GPIO2必须为低；而此时，GPIO2上拉为高电平，导致IIC通信失败；接着MCU检测到IIC通信失败，最后MCU进入保护模式并关闭电源。

图3：Si4749端口图

图4：Si4749配置说明

问题总结
通过以上分析，解决这个问题就变得很简单，简而言之，就是Si4749的PIN20端口设置不当，导致/RST解除时，GPIO2不能为低电平，导致IIC无法正常通信，最终导致机器无法启动。虽然我们解决了此问题，但是如果从设计源头开始就注意Si4749复用端口的使用，则会根本上杜绝此类问题的发生。希望我的经历能给使用Si4749芯片的小伙伴们提供帮助，不要让类似的问题再次发生。

作者：Ivan wu

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