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教你用示波器精確定位CAN/CANFD各種錯誤幀

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摘要:CAN的BusOff源于錯誤幀的積累,而錯誤幀這個東西,是一個接收節點 認為數據有誤 故意打斷通信,好讓發送節點感知到 并重發報文的設計。注意這里邊有個“我覺得你有病”的認知陷阱,讓CAN的診斷變得近似玄學。本文分享一種用CAN波形的幅度和脈寬信息來精確定位錯誤幀來源的方法,來自知乎的大燈。

我們先從基礎的講起。CAN節點的電路一般如下圖所示,MCU內置了 CAN控制器 用來將MCU的數據封裝為CAN幀格式,同時它也負責CAN幀的校驗和錯誤幀的處理。控制器封裝好的邏輯報文經TX RX送到 CAN收發器 ,將邏輯信號轉變為真正的總線差分波形。


一、CAN物理層

也就是CAN收發器干了啥?


一個典型的雙節點CAN網絡的物理層等效電路如上圖,兩顆120Ω終端電阻并聯呈現總線電阻60Ω。黑框里是A、B兩個節點的CAN收發器(Transceiver),它只負責電平轉換。當總線靜默時,收發器內部的2.5V電源經15KΩ電阻把CAN-H和CAN-L都拉到2.5V,總線這個狀態稱之為隱性。當節點A想要驅動總線的時候(TX=0),它同時把內部的上下兩個MOS管導通,整個網絡的電流流向:節點A的5V電源經二極管、24Ω、兩顆終端電阻并聯、24Ω、二極管回到節點A的地,總線這個狀態稱之為顯性。CAN總線上的電壓實際上就是終端電阻的分壓。從節點B來看,CAN-H就變成3.5V,CAN-L變成1.5V,拉出了總線 H - L = 2V 的差分電壓,大于0.7V的判斷閾值,節點B就認為收到了一個顯性(RX=0)。大家可以算一下分壓值以增強記憶,后邊會用到。

反直覺知識點①:總線無人驅動時,也就是各個節點都隱性時,CAN標準定義這時的TX/RX邏輯電平為1;總線有節點驅動顯性,也就是主動拉開差分電壓的時候,對應TX/RX端邏輯電平0,這個1/0的反邏輯類似I2C等OC門的驅動邏輯,努力適應一下。這么做我猜有兩個原因:一是對地邏輯的抗擾能力強一些,NPN載流能力強&回流路徑短;二是為了數學上的嚴謹性:1x1x1x1...1x0 = 0,任意節點驅動顯性0,那總線就是顯性0;所有節點隱性1,總線才是隱性1。但這樣的反邏輯帶來一個問題是,電路設計時需要尤其注意上下電時序,上電/休眠/喚醒過程中千萬不要出現MCU已下電(TX拉低)但CAN收發器還供5V電的情況。如果實在難以避免,可以試試單3.3V的CAN收發器MAX3051,它不需要5V電源,邏輯電和驅動電共用同一路3.3V,肯定不會出現電源時序問題。

反直覺知識點②:理論上CAN_L短地,或 CAN_H短路12V,因60Ω終端電阻的存在,隱性時CAN-H與CAN-L之間基本還是重合的,顯性時也能正常拉開壓差,能維持正常通信,只不過丟包率可能會大一點。大家可以算算總線電壓,示波器很容易診斷這個問題。另外,如果你看到CAN的通信電壓不是以2.5V為中心對稱的,也有可能是多個CAN線交叉錯接,比如CAN1_L錯接到了CAN2_L上

反直覺知識點③:一個CAN網絡里,120Ω終端電阻1~4顆都能工作,少了的話 離終端電阻遠的節點 抗擾度會差,多了的話 顯性差分電壓可能無法觸發閾值。

反直覺知識點④:除了線路的最遠端,任何稍長的CAN分支都可以加1K~4.7K的支線電阻,跑點電流來改善抗擾度。只要分支別太長,大致1Mbps以內的任何總線其終端電阻都是跑電流增強抗擾的,不涉及真正的阻抗或者反射抑制,雙絞的要求也不是特別嚴格。

二、CAN鏈路層

也就是CAN控制器干了啥?

回顧完物理層,咱來看鏈路層,CAN幀的標準格式。當發送節的MCU將TX由1變0的時候,CAN收發器將CAN-H拉高&CAN-L拉低,接收節點收到了H-L>0.7V的壓差后,接收節點的CAN收發器RX輸出由1變0。下圖是一個節點接收到CAN波形后解碼出的RX邏輯。


一幀報文里邊有比較關鍵的幾段:仲裁段、控制段 、 數據段、CRC段、ACK段

仲裁段中的大部分是CAN報文的ID,起名為“仲裁”其實是因為這一段有優先級仲裁的功能:假設A、B兩個節點在同一時刻搶發報文,節點A要發二進制ID為001的報文,B要發010。當A、B節點都在發第一位的顯性0的時候,總線會同時被兩個節點驅動顯性,A、B節點回讀總線也都是顯性,相互之間還意識不到對方的存在。當節點A發到第二位的0,節點B發到第二位的1的時候,總線只有節點A驅動顯性0,節點B不驅動 卻發現總線被別人驅動了,此時節點B會認為CAN線上有比自己這幀010優先級更高的數據,節點B就會主動停發,讓節點A獨占總線發完。之后節點B懷揣著這幀數據再次參與總線優先級的仲裁。

反直覺知識點①:CAN作為一個對等網絡,沒有主從關系,報文全部廣播,節點本身也沒有優先級概念,只有報文ID的優先級。可以這么理解:CAN節點是“由事件驅動的”,比如剎車制動器,它能發高優先級的“剎車被踩下”的報文,也會發低優先級的“剎車油位正常”的報文,這些報文根據ID的大小在總線上自由競爭優先級,而不是剎車制動器這個節點的話語權一定高。這個特性就要求設計人員提前規劃好所有報文優先級和周期(即“通信矩陣”)才能保證整個CAN網絡如期運轉。如果你的CAN網絡有大量雷同節點,節點又只有一幀報文,那么ID數大(優先級低)的節點一定會在總線繁忙或干擾重發的時候"插不上話",可以試試把時間戳融合到ID里邊,確保各節點的新數據優先級最高,舊數據自然會被仲裁掉。

反直覺知識點②:在A、B節點同時驅動第一個顯性0的時候,總線被兩個節點同時驅動,電壓會顯著高于2V。示波器上會看到在仲裁段的頭部有明顯的電平凸臺,后續節點A搶占總線之后電壓會回歸正常的2V。

反直覺知識點③:各個節點的時鐘同步是把每個bit做16~20份的數字切片來實現的,這個切的份數不建議太多或太少。詳細機制請參閱 ZLG致遠電子的這篇:CAN同步機制,你真的了解嗎?

控制段中有幾個控制位,這里拿幾個常用的舉例。IDE位為擴展ID的指示。如果IDE位為隱性1,就會在后邊再續上18位的ID,共11+18=29位長度。比如0x9E就是個11位長度的ID,0x0151就是個29位的ID。R0位是CAN里邊的預留位,在CAN-FD里被用作FD幀格式的標志位FDF,這一位為隱性1就會按FD的幀格式解碼后續報文。DLC指示了后邊的數據段的長度,例如1000表示后續會有8個Byte長度的數據。CAN-FD協議只在數據段會切換成高速率,比如2Mbps/8Mbps,前后其他段的速率保持500kbps不變。

反直覺知識點①:CAN與CAN-FD除了數據段波特率的不同,幀格式也有區別,CAN-FD多了一些控制位。比如FDF(也叫EDL)位用來指示是否按FD幀格式解碼,BRS位用來指示是否需要切換高波特率,也就是說,一個FD幀可以全程500kbps不切速率的。

反直覺知識點②:CAN控制器的標準ISO11898-1里要求接收方不解讀R0位的顯隱性,所以CAN的控制器無法過濾FD幀。標準CAN網絡里邊一旦出現FD幀會因為多了BRS、ESI等控制位被認為是格式錯誤。同樣的,因為CAN 2.0時代R0/FDF幀無意義,也有一些設備把發送出去的CAN幀的R0位錯誤地置了隱性1,這樣的設備在CAN網絡里一切正常,但若進入CAN-FD網絡就會被解讀成FD幀,進而因為缺少BRS、ESI等控制位被認為是格式錯誤。所以,CAN-FD并不是真的向下兼容CAN,因為舊時代的CAN設備并沒有判別R0/FDF位的能力,一旦它進入FD網絡就會瘋狂地打斷通信。

反直覺知識點③:DLC的長度,在CAN標準里DLC可以是0000~1000之間的二進制值,可以用8421的算法直接計算出數據長度。而在CAN-FD中,1001~1111之間的值則被解讀為離散的12,16,20,24,32,48,64byte。

CRC段對于從幀頭到Data結束之間的數據,CAN協議使用了CRC15這個比較特別的多項式計算校驗,有興趣的可以手算CRC試試。CAN-FD根據數據長度的不同使用了CRC17和CRC21,這里暫不做展開。

ACK段是由收到該幀的CAN節點回復的確認(Acknowledge)。注意 發送節點在ACK位一定發的是隱性1,由接收節點回應顯性0,雙方無縫銜接才在總線上呈現出一個完整的CAN報文。

反直覺知識點①:總線上任何節點 只要認為這個幀的結構正確,都會在ACK位回顯性0,不管需不需要這一幀的ID和數據。為什么不需要的節點也會回ACK?因為等MCU算完會造成這一位的延遲,攪亂總線時序,不如只保障鏈路層本身的格式正確,純芯片數字邏輯實現無延遲。嗯,90年代的總線要求不要太高。

反直覺知識點②:發送節點若發現自己這一幀沒有ACK回應,它也會認為總線出錯,重發16次后進入Passive error狀態,有興趣的自行研究一下,這里不做展開。

三、真實CAN波形

來看一個兩節點案例:若節點A發送0x9E報文到總線,從節點B收到的總線波形和邏輯側波形如下:


黃線為CAN-H,綠線為CAN-L,藍線為節點B的邏輯側RX,紫線為節點B的邏輯側TX。可以看到,作為接收方的節點B,總線拉差分電壓拉出顯性的時候,收發器將RX拉0給到MCU。在節點B想要回應ACK的時候,MCU將TX拉0,CAN收發器在總線上拉出了一個歪斜的顯性(歪斜是因為測量點的寄生電感影響)。RX在ACK位置的0,是收發器TX=0驅動總線顯性之后 回讀到的0。

再看一個比較真實的車上波形,CAN網絡上大于4個節點:


黃色是CAN_H,高電平表示顯性0,綠色是我們掛示波器這個節點的邏輯側TX,低電平表示顯性0。箭頭A~D是一幀完整的CAN報文,箭頭A ~ B這個過程中,我們掛示波器的這個節點和另一個節點正在進行優先級仲裁,根據我們之前講到的物理層的分壓原理,兩個節點同時驅動電壓會高一截。在箭頭C這個bit 該節點想發隱性1但發現總線是顯性0,那就說明有另外的節點在發送更高優先級的報文,我們這個節點會主動退出發送,成為接收節點,并在箭頭D點校驗成功后回應ACK,等待報文結束后這個節點再次參與總線仲裁,成功搶占總線如E點所示。

注意波形高度,在箭頭A~B之間,差分電壓略高于2V,這是正常現象,說明有兩個節點同時驅動總線顯性,但從邏輯看,因為H-L>0.7V所以都為顯性0,純數字邏輯的CAN控制器在箭頭A~B之間還感知不到對方的存在,箭頭C點之后才感知得到;而在箭頭D點,因為除了發送節點之外的所有節點都在同時驅動ACK,所以總線電壓比箭頭A~B之間的雙節點驅動 電壓更高。

四、錯誤幀

終于到了錯誤幀,注意,錯誤幀不是由哪個節點發出的,而是由某個接收節點認為總線錯誤,故意驅動總線打斷發送方,在總線上呈現為一個錯誤幀。也就是說錯誤幀 一定是由 一個發送節點和至少一個 認為發送方有錯的節點 共同形成的。

五、位填充

位填充規則是CAN協議的靈魂,簡單來講就幾個字:逢五補一。當發送節點想要發連續5個bit的顯性0的數據,會故意插入一個無意義的隱性1;當出現連續5個bit的隱性1,會故意插入一個無意義的顯性0,如下圖的紫色bit。如果發送節點漏填了這個0/1,或者這個0/1被干擾成了1/0,接收節點就會判定為“填充錯誤”,向總線上輸出“主動錯誤標志”——連續六個顯性0,故意破壞這一幀報文,發送節點感知到總線錯誤之后停止發送這一報文的后續部分。你說巧妙不巧妙?連續6個顯性0本身就是破壞“逢五補一”規則的,被拿來當錯誤標志回給發送節點。


假如原始數據是0x00,二進制0000 0000,發送節點發到0000 0的時候發送節點會先插一個1,再發后續的000,成為0000 01000,共9bit長度,接收節點也會在第5bit的0之后預期一個無效的1,解碼時摳掉。

假如原始數據是0000 0100,第六位自帶1,發送節點發到00000的時候也會先插一個1,再發后續的100,成為0000 01100,共9bit長度。

六、回讀確認

發送節點發送了0或1的時候,會回讀確認總線是否和自己的發送相符,比如在仲裁段搶優先級失敗就會等下一幀再發;如果發到了數據段,按理說此時總線應該只有自己,發著發著突然發現回讀的0/1與自己發的不同,比如受到了干擾,發送節點就會輸出“主動錯誤標志”——連續6bit顯性0,來主動拋棄后續報文,同時讓接收節點知道我這一幀有誤。

“ 在這時,接收節點收到第6bit顯性0的時候,因違背逢五補一的位填充規則,也會往總線上輸出“主動錯誤標志”,所以會在總線上看到連續12bit的顯性0,前6個來自發送節點,后6個來自接收節點。 ”

正常情況來說,總線上的顯性不應該>5bits=10us。那么用示波器設置>11us的脈寬觸發模式就很容易定位錯誤幀的位置,不一定要用解碼示波器。

七、升維打擊

CAN網絡的幅度和電流可以為我們提供更多維度的信息,此所謂升維打擊。

我們先來看一個正常幀,我們叫它節點A吧,它內部有終端電阻,藍線為H-L的差分電壓,紫線是我們節點A的CAN-H引腳電流,輸出為正,輸入為負。


先看藍色的總線電壓波形,從0x83到END之間是一幀正常波形,注意看幀頭有多級臺階,幀尾ACK位置也特別高,這是正常的,可以理解 當多個節點同時驅動總線就會導致60Ω終端電阻上的分壓高于2V。從這些臺階來看,可以判斷出網絡上至少有5個節點。為啥?先看報文中部的幅度,這肯定是只有一個節點搶占總線之后的波形,往前有兩級臺階,可以認為A、B、C三個節點同時搶占總線出現了第一個高臺,然后節點C優先級仲裁失敗退出總線,A、B節點繼續搶占出現了第二個臺階,之后節點A成功搶占到了總線優先級,發送中間的數據。最后的ACK位比3節點驅動的第一個bit更高,說明至少有4個節點在驅動ACK,再加上節點A,網絡上至少有5個節點。

再看紫色的電流波形,已知節點A自己有終端電阻,外邊有另一顆終端電阻。波形中部的數據區肯定是節點A在驅動總線,差分電壓流經外邊的終端電阻形成回路,所以我們在節點A的引腳上觀察到了輸出的正向電流;往前一個電壓臺階的位置,電流為0,是A、B兩個帶終端電阻的節點在驅動總線,所以總線電壓拉開了但電流仍是無進無出的;再往前一個臺階,A、B、C三個節點驅動,節點C的電流流入A、B的終端電阻,所以在節點A的引腳上測到了輸入的負向電流;然后幀尾的ACK位置,至少有4個節點同時驅動,流入終端電阻A和B的負向電流更大了。

八、錯誤幀實戰

這是一個兩節點網絡,一個節點發,另一個節點收,兩方都有終端電阻,發送節點用的是TJA1042,接收節點用的是單3.3V收發器MAX3051。在幀頭就發生了錯誤,這種錯誤幀一般源于時鐘偏差或采樣點過小。

我們將示波器的差分探頭和電流探頭掛在接收端,下圖黃色為H-L的差分電壓,藍色為接收節點的輸出電流,RX為收發器將H-L差分電壓轉換出的邏輯波形,MCU內部的CAN控制器會根據RX的0/1來解讀總線。TX為接收節點的發送邏輯,MCU將TX拉低的時候收發器會往總線上驅動顯性。


我們已知500kbps的每個bit寬2us,注意上圖紫線TX在2 ~ 4箭頭之間出現了連續2us * 6=12us的顯性0,說明我們掛示波器的這個接收節點在此刻往外輸出了一個“主動錯誤標志”,那一定是接收節點在此之前認為總線出現了錯誤。我們來往前看,箭頭1~2之間總線差分電壓和RX邏輯側都只有10us/2us=5bit的顯性0,幀前邊都是長隱性1,這能有什么錯?一個可能是我們碰到了傳說中的過載幀,這個東西本應該很少見了;另一個可能是接收節點把對方來的正確報文認成了錯的,這10us被接收節點認成了6bit,錯誤的采樣點+硬同步(幀頭對齊)做得稀爛的國產MCU更容易出現這樣的幀頭報錯。

不管哪種,我們推演一下看看是否符合我們的理論,在箭頭2~3之間發送節點應該是想發送一個隱性,但這時接收節點已經覺得不對開始發“主動錯誤標志”,將總線拉成了顯性。然后發送節點讀到這一bit自己想發送隱性但總線是顯性,所以。。。仲裁區搶優先級失敗退出總線,,,怎么可能,之前有6個連續顯性呢,所以發送節點因違反“逢五補一”在箭頭3~5也輸出“主動錯誤標志”。所以就成了黃色總線波形的7個bit的“凸”型,中間的凸臺的位置總線被兩個節點驅動,電壓高起一個臺階。

再注意一個細節,凸臺的左肩膀和右肩膀高度不一樣,左肩膀是接收節點MAX3051驅動的電平,它比 右肩膀TJA1042的驅動能力弱一些,總線電平低一點。這個特性可以用來區分總線上的不同設備。

藍色線,是接收節點的輸出電流。箭頭1~2之間的負向電流為發送節點驅動總線,差分電壓流經接收節點內部的終端電阻帶來的負電流;箭頭2~3之間的正電流是接收節點驅動的主動錯誤的第一個bit;后邊3~4的凸臺兩個節點都在驅動顯性 但對應的電流也是負的,這是因為發送節點的驅動能力強過接收節點,整個網絡電流還是由發送節點灌入接收節點;再往后4~5的負電流是發送端驅動接收節點的終端電阻的電流。

下圖我標出了兩個節點的輸出bit流,紅框是“主動錯誤標志”。


仍然是這個兩節點網絡,仍然是這個稀爛的國產MCU,我們來看這個錯誤幀是怎么個情況:


這一幀的DLC=0x01,也就是只有1byte數據,數據區之后就是CRC區,我們的“主動錯誤標志”就發生在這個區,觀察又沒有填充錯誤,那就是我們掛示波器這個接收節點認為發送節點出現了CRC錯誤。但我們看到黃線在“主動錯誤標志”中間出現了凹坑,意味著發送節點還是想繼續發隱性,并不認為自己有錯,直到發現這一位被“主動錯誤標志”覆蓋為顯性才感知到位錯誤后拋棄后續報文。

原因最后定位到:過小的采樣點+過大的再同步補償寬度SJW讓時鐘誤差逐步積累,這顆國產MCU的重同步又做得稀爛,把正常報文錯讀了一位導致算CRC錯誤。最后通過調整采樣點和SJW寬度減少了這種錯誤的出現頻次,得到正常波形如下:


我們再試著從差分波形來分析一個錯誤幀:


錯誤發生在CRC區,我們放大一下,看看各節點都發生了啥:


從每一個臺階往前畫12us的方框,得到每個節點輸出的“主動錯誤標志”,分析可知:這是一幀節點B發送的報文,節點A認為它的CRC算錯了,節點C湊了個熱鬧,三者一起形成了這個12bits長的“主動錯誤標志”。那,節點A為什么會認為CRC有錯呢?大概率是因為之前的數據讀錯了一位。這么好的波形也能讀錯?是的,我們無法判斷節點A所在的位置波形有多差,可能分支上沒有終端電阻振鈴很大呢?我們只能相信節點A不會亂搞。另外,采樣點偏差會導致節點對噪聲額外地敏感。

九、CAN-FD錯誤排查

來看一個A B C三節點CAN-FD錯誤幀的案例,節點C發,節點A、B收:黃色是H-L的差分電壓,綠色是節點B的邏輯TX。0x0677和0x0176是兩個錯誤幀。FD區波特率設置為2Mbps。


放大0x0176幀的細節:



  • 標尺A B之間時間長度約0.8us,由一個2Mbps FD bit的0.5us + 一個CAN-FD的TDC(300ns)組成。

  • 之后出現了6個FD bit(0.5us*6=3000ns)的連續顯性位,電平高度與之前相同,之后有連續2usx6=12us的顯性。

  • 在標尺B線后12us位置出現了一個電壓跌落的小小的下降臺階,見下下圖。

綜上三條,認為節點C所在位置干擾過大/分支線路過長,節點C自己回讀↓下圖↓框出的bit位失敗,自己往總線上輸出“主動錯誤標志”(連續6bit=2usx6=12us的顯性),其他設備在接收到第6個CAN-FD的bit=0.5usx6=3us的時候就讀到了錯誤(違反FD速率的“逢五補一”規則),也往總線上疊加2us*6=12us的主動錯誤標志。然后,12us時節點C的主動錯誤標志先結束,其他節點的主動錯誤在2usx6+0.5usx6=15us后結束。至此,錯誤幀形態完成。

“ “逢五補一”這條規則是跟隨波特率變化的,6個連續的高波特率0或1都會觸發填充錯誤。但填充錯誤之后輸出的“主動錯誤標志”是500kbps波特率的6bit,固定長度12us。 ”


再來一個案例:CAN-FD采樣點設置出錯導致節點B把節點A發送的CAN-FD報文當CAN來解析出錯。

黃色CAN_H,綠色CAN_L,藍色L-H反向差分電壓,紫線為節點B邏輯RX,青線為節點B邏輯TX。


注意看0x00前后的數據段,這一段是CAN-FD的2Mbps速率,節點B因為采樣點設置錯誤讀錯了BRS這一波特率轉換標志,仍按照標準的500kbps去解析節點A的2Mbps速率的數據,對RX信號2us一個采樣我用黃色箭頭標出來了,可以看到這恰好是6個連續顯性0,違反“逢五補一”的規則,故而接收節點B在箭頭2~4之間發“主動錯誤標志”,打斷總線通信,告知發送節點你發錯了。箭頭2~3之間,發送節點A恰好也要發顯性,所以節點A此時還沒感覺到不對。箭頭3之后,節點A想要拉隱性,電壓出現一個坑,卻發現總線還是顯性,此時節點A判斷出現了“位錯誤”,開始輸出“主動錯誤標志”,想告知接收方放棄我這一幀報文。箭頭4的位置節點B釋放“主動錯誤標志”,箭頭5的位置節點A釋放“主動錯誤標志”。

如果數據比較巧,恰好能滿足逢五補一的規則,那這種錯誤形態會在發送很多數據之后才會出現,但最晚也會被CRC攔截:


補充知識:CAN-FD網絡各個節點的采樣點必須完全相同,高速率導致對時序敏感很多,這一點與CAN網絡容許一個范圍顯著不同。上邊這一幀的BRS位怎么讀錯的呢?再一次違反直覺:CAN-FD的采樣點影響發送節點的驅動波形!用示波器可以輕松量出FD的采樣點位置。

看下圖,CAN-FD報文的控制段中的BRS位(Bit Rate Switch)明顯是短于前邊的FDF、R0位的,采樣點不匹配的話很容易讀錯。因為-FD的速率翻轉是在這一bit的采樣點位置發生的。比如采樣點80%的2Mbps CAN-FD網絡,BRS這一位的寬度為2us80%+0.5us20%=1.7us,而不是2us。接收節點的采樣點如果設置大于85%就會錯過整個BRS位(2us*85%=1.7us),從而導致如上的BRS位讀錯的問題。


以上,就是示波器升維破解CAN錯誤幀/BusOff的經驗分享,總結一下:

  • 結合已知ID是哪個節點發的先驗信息,逐個拔掉非終端節點,示波器觀察“主動錯誤標志”,就能模糊定位錯誤源頭;

  • 如果能引出敏感設備的TX,哪個節點認為哪個節點出了什么錯就會非常清晰明了;

  • 其次,測量CAN的輸出電流也能清楚地定位誰在驅動“錯誤標志”,進而找到故障點;

  • 如果上述難以實現,以12us間隔拆分“錯誤標志”的電壓臺階,也能定位大部分錯誤原因;

  • 額外關注單bit寬度的電壓臺階,能排除部分節點;


來源:知乎-大燈

https://zhuanlan.zhihu.com/p/588125387

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