RK1108系统无法启动的原因分析与查找

RK1108系统无法启动的原因分析与查找

问题描述

RK1108 在第二次小批量（40台）试产时出现很大概率的系统无法启动。第一次试产（10台）中未发现此问题。第一批与第二批不同的地方主要有更换EMMC，从工业级变到商业级。硬件EMC上加了一些保护措施。

原因分析与解决：

系统不能开机,出现问题时首先接上调试串口，发现无任何日志输出。内核没有启动，uboot有没有启动无法判断（当然有极小概率出现在uboot串口初始化之前出了问题）。
从RK1108的数据手册“system boot”一节点可以看到系统的启动流程。如下图所示
从上面流程可以看出，如果启动出错了会进入USB下载模式，把rk1108的板子接上USB,连接电脑虚拟机（可以看到rk的设备接入），在终端打开对应的路径 输入make fww 进行下载，而且下载完成后自动重新开机可以正常启动。

给合上面的现象，可以判断RK1108 没有运行到外部uboot这一部，在内部boot时出的问题，内部读取EMMC 的ID BLOCK 出错。

这时问题从整个系统（软硬件找问题）变到硬件找问题，再缩小到找EMMC的问题。

出现这种问题的可能原因还有：
1.上电时序出的问题。rk1108主板上用的rk805的芯片控制的上电时序，检查了硬件没有哪里可以进行配置时序的地方。
2.各路电源的稳定性与纹波。
3.上次开机时有电容电没有放干净，影响下次开机启动。
硬件给出的回复是：上面三种可能出现系统不能启动的原因都分析了，没有发现什么问题（不排除这方面有问题没有注意到）。

那问题又回到EMMC上面。
下面是EMMC部分局部电路图
rk1108在运行内部boot时会读取EMMC id block，读取时要发送CMD与CLK。对应emmc的EMMC_CMD与EMMC_CLK引脚。
对比EMMC手册给的参考电路，C7是没有，R1也不用加上拉，另外C36参考是1uf，设置是22uf,bom竟弄成47uf.另外EMMC_DATA（图中的EMMC_DATA0…）总线上接上拉用的是10K的电阻。（参考设计给出的典型值是50K）
下面是EMMC手册相关参数设计图

• 调试1.用示波器量EMMC_CMD ,发现把示波器接入这个引脚，系统完全启动不了。这里是什么原因目前未知? 没能分析出为什么会有这种现象。
• 调试2.去掉C7 和R1整个系统启动不了的概率变大。这也让我很难理解,难道是信号干扰很严重。然后量EMMC_CLK上的波形，感觉波形特别乱，不管是能正常启动还是不能启动都差不多乱。

补充的知识点：

• 是R2 电阻的作用是阻抗匹配的作用。
• 就是rk1108的软件update升级，硬件连接如下
  
  开机前通过接下update，然后通电，因为emmc_clk,与emmc_data0对地短路了，不能正常读取EMMC的ID ，由数据手册(上面的system boot 章节)可知，会进入下载模式。

EMMC的知识补充

• emmc的上电时序

开始上电时，VCC 或 VccQ 可以第一个倾斜上升，或者是两者同时上升；同时，每个电源电压上电时间应该是小于指定的时间 tPRU

• 总线信号负载电容与上拉电阻

要求主机和总线电容的总和不超过 20 pF，1.2V 和 1.8V 的电源接口，推荐的最大上拉 50Kohm。3V 的供电，可以使用全范围可达 100Kohms。推荐的 CREG 值与 e•MMC 设备供应商之间可能会有所不同。需确认最大值与 e•MMC 厂商的电容准确性，因为在 e•MMC 内的调节器的电气特性受电容波动的影响。

结论

到目前为止，关于1108概率性无法启动的问题还没有解决，但在解决问题的过程中了解了很多知识。解决方法参考另一篇文章 。