AM3352和EMMC通信检测电平转换芯片TXB0104应用
txb0104是应用在am3352（sitara mcu/mpu等）和emmc (嵌入式多媒体存储卡)芯片之间通信的双向自动检测电平转换芯片。当系统的软件资源配置不足，需要电平转换芯片自己识别信号传输方向的时候，需要注意外部硬件设计，不然可能会出现挂载时好时坏的失效情况。
问题背景：
emmc与am3352挂载失败，定位为txb0104工作异常。实测中发现如图中线路所示：
只有d0通道无信号，因为将d0数据线由主芯片（am3352）侧飞线到emmc，d0开始传输数据信号，emmc挂载正常（该情况下在am3352侧也能测到d1/2/3的数据波形）； 将d0飞线跨过该转换芯片，同时断开d2（在转换芯片与emmc之间），挂载失败；——综合1、2，说明d2在挂载的时候需要使用到，同时在双向电平转换芯片中d2通道正常； 将d0和d2数据线在u7中对应的电平转换通道中交叉焊接，测试d0无信号（d0无信号的时候d1/2/3也无波形），emmc挂载失败； 将d0飞线跨过该转换芯片，同时将d2数据线连接u7的d0通道，可以正常挂载上；——双向电平转换芯片中d0通道正常，但连接上d0数据后异常； 图1.异常板子的电路图
挂载时好时坏的板子分别在正常时、异常时的d0信号波形如下
图2.正常（上）和异常（下）挂载的板子传输信号d0通道波形
问题聚焦：
检查线路图后发现, oe上拉到3.3vccb。规格书明确指出，针对在上电过程中，oe在电源稳定之前必须保持低电平。
图3.规格书中声明oe的上电时序
现同时通过原始电阻分压采样vccb上电时序和oe的管脚波形，发现oe与vccb同时上电。
图4. 原始电阻分压时序展开：oe与vccb同时上电
volb识别低电平的状态在3.3v供电状态最高为0.4v，因此要延长voe保持低电平的时间，让ic保证识别到低电平状态。
图5.高低电平阈值比较
整改方案：
为了能保证oe在上电期间保持足够的低电平，建议将r24电阻替换成1uf的电容。利用电容替代电阻的方法可以适当增加rc时间常数来稳定oe保持低电平的时间。
图6.原始电路基础上的整改方案
重新通过原始电阻分压采样vccb上电时序和oe的管脚波形，发现换成1uf电容电压时序展开（t=1/rc），在vccb稳定后oe保持低电平(＜0.35vccb)的时间约为320us，挂载异常不再复现。
图7.enable建议时间
图8.vcc与oe爬升时间拉长
分析总结：
经过测试分析，延长oe的低电平时间可以有效地避免mcu和emmc芯片握手失败。
这种导致芯片传输挂机失败的原因是由于txb0104在上电期间的传输口是不定态所致。
如果txb0104的oe脚没被拉低，则在上电期间传输口a,b会处于不定态（低电平，高电平或高阻态），此时要求和传输口a，b相连的emmc和mcu相应i/o口此刻应保持确定的高阻态，以确保上电期间emmc和mcu的i/o口不会被短路。 如果txb0104的oe脚在上电期间被拉低（将对地电阻换成电容），则传输口a,b是处于确定的高阻态，对相连的emmc和mcu的i/o没有影响，信号就能正常传输。
所以在oe端口挂电容能保证上电期间传输口确定的高阻态，故障因此得以消除。
为了简化用户系统的设计分析，下面通过一个流程图来梳理txb0104的i/o口各个状态对应系统的应用可能，避免类似的不定态传输导致信号判断失误。
图9.i/o端口状态流程图
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只有d0通道无信号，因为将d0数据线由主芯片（am3352）侧飞线到emmc，d0开始传输数据信号，emmc挂载正常（该情况下在am3352侧也能测到d1/2/3的数据波形）； 将d0飞线跨过该转换芯片，同时断开d2（在转换芯片与emmc之间），挂载失败；——综合1、2，说明d2在挂载的时候需要使用到，同时在双向电平转换芯片中d2通道正常； 将d0和d2数据线在u7中对应的电平转换通道中交叉焊接，测试d0无信号（d0无信号的时候d1/2/3也无波形），emmc挂载失败； 将d0飞线跨过该转换芯片，同时将d2数据线连接u7的d0通道，可以正常挂载上；——双向电平转换芯片中d0通道正常，但连接上d0数据后异常； 图1.异常板子的电路图
挂载时好时坏的板子分别在正常时、异常时的d0信号波形如下
图2.正常（上）和异常（下）挂载的板子传输信号d0通道波形
问题聚焦：
检查线路图后发现, oe上拉到3.3vccb。规格书明确指出，针对在上电过程中，oe在电源稳定之前必须保持低电平。
图3.规格书中声明oe的上电时序
现同时通过原始电阻分压采样vccb上电时序和oe的管脚波形，发现oe与vccb同时上电。
图4. 原始电阻分压时序展开：oe与vccb同时上电
volb识别低电平的状态在3.3v供电状态最高为0.4v，因此要延长voe保持低电平的时间，让ic保证识别到低电平状态。
图5.高低电平阈值比较
整改方案：
为了能保证oe在上电期间保持足够的低电平，建议将r24电阻替换成1uf的电容。利用电容替代电阻的方法可以适当增加rc时间常数来稳定oe保持低电平的时间。
图6.原始电路基础上的整改方案
重新通过原始电阻分压采样vccb上电时序和oe的管脚波形，发现换成1uf电容电压时序展开（t=1/rc），在vccb稳定后oe保持低电平(＜0.35vccb)的时间约为320us，挂载异常不再复现。
图7.enable建议时间
图8.vcc与oe爬升时间拉长
分析总结：
经过测试分析，延长oe的低电平时间可以有效地避免mcu和emmc芯片握手失败。
这种导致芯片传输挂机失败的原因是由于txb0104在上电期间的传输口是不定态所致。
如果txb0104的oe脚没被拉低，则在上电期间传输口a,b会处于不定态（低电平，高电平或高阻态），此时要求和传输口a，b相连的emmc和mcu相应i/o口此刻应保持确定的高阻态，以确保上电期间emmc和mcu的i/o口不会被短路。 如果txb0104的oe脚在上电期间被拉低（将对地电阻换成电容），则传输口a,b是处于确定的高阻态，对相连的emmc和mcu的i/o没有影响，信号就能正常传输。
所以在oe端口挂电容能保证上电期间传输口确定的高阻态，故障因此得以消除。
为了简化用户系统的设计分析，下面通过一个流程图来梳理txb0104的i/o口各个状态对应系统的应用可能，避免类似的不定态传输导致信号判断失误。
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