一种电压自动监测的核心板及其电压监测方法与流程

本发明涉及一种核心板及其电压监测方法，特别是一种电压自动监测的核心板及其电压监测方法。

背景技术：

1、本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

2、电力行业中的集中器、专变、能源控制器等终端产品，主要用于电表数据采集，可靠性要求高。现有产品方案的核心板adc电压采集主要用于备用电源超级电容、备用电源锂电池和rtc时钟电池电压采集。没有对核心板自身电压做监测保护。

3、上述终端产品中的故障产品经检查发现主芯片，ddr，emmc电压异常但仍在运行；有的是白屏现象；有的是spl反复重启；有的是emmc数据丢失,有的是内核程序跑飞，有的常温正常，高温程序跑飞，等等故障现象，这些现象大都与核心板关键电压有关，故障核心板现存在以下技术问题：

4、1、核心板大多数采用多层板设计，集成有主控、ddr、emmc、pmic等关键器件，还有一些0201、0402小封装的阻容器件，关键器件封装多采用bga封装，批量生产容易出现虚焊，短路等质量问题，维修排查比较困难。

5、2、核心板在厂内生产测试合格，使用时需要二次烧录程序，再贴装到主板上。在核心板二次烧录程序和贴装到主板上仍发现有不良产品。不容易区分是原厂问题，还是二次生产过程中出现的损坏。

6、3、整机组装测试合格后，装到现场运行一段时间出现故障，难以分析原因。

7、以上核心板故障原因有些是io口阻抗变化，或击穿损坏，有些是电源异常，有些是芯片异常。一般与生产质量管控，生产工艺，元器件质量等有关，这些故障可以通过核心板上关键电压监测到，如基于万高v8130l终端核心板(arm7内核)几个关键电压：主芯片内核电压1.2v,ddr3l芯片电压1.35v,emmc芯片电压1.8v和3.3v，外设电压3.3v，核心板输入电压5v。生产过程中，维修人员可以根据打印的电压故障报警信息定位问题原因，提高生产效率，减轻维修人员故障判断时间。运行现场，电压异常提前预警，可以根据异常报警日志信息可以定位到故障核心板出现在什么时间段，有助于fae分析排查问题。

8、目前现有的电力终端核心板没有带电压自检测功能，相关技术标准也没有强行要求监测。核心板上设有的adc采样功能是用来检监测外围备用电源，如锂电池电压，备用电源超级电容电压和时钟电池电压，没有监测核心板自身电压。

9、现有技术中：《用于确认mcu工作电源电压的检测电路和检测方法》，公开号202010064185.8，提出了一种用于确认mcu工作电源电压的检测电路和检测方法，然而，该技术方案只是对单一电源供电mcu输入电压进行检测，未能解决基于pmic电源管理模块，同时有主芯片，emmc，ddr等多路电压的核心板电压异常问题。

10、需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电压自动监测的核心板及其电压监测方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明公开了一种电压自动监测的核心板及其电压监测方法，包括pmic电源管理模块和主控芯片，所述核心板，还包括：电压监测模块，对核心板中的所述pmic电源管理模块的输入电压和输出电压进行实时监测。

3、进一步的，所述pmic电源管理模块的输入电压和输出电压，包括：

4、输入所述pmic电源管理模块的5v电压；

5、所述pmic电源管理模块输出的1.2v电压、1.35v电压、1.8v电压和3.3v电压。

6、进一步的，所述电压监测模块，包括：

7、5路adc采样电路，分别对所述pmic电源管理模块的5v输入电压，以及1.2v、1.35v、1.8v和3.3v输出电压进行实时监测。

8、进一步的，所述5路adc采样电路，使用所述核心板中的adc采样模块，或采用adc拓展方案进行adc电压采样。

9、进一步的，所述adc拓展方案，具体包括：

10、主控芯片u1、第一扩展adc转换芯片u2和第二扩展adc转换芯片u3之间通过iic总线连接，组成adc拓展方案。

11、进一步的，所述第一扩展adc转换芯片u2和第二扩展adc转换芯片u3，均采用ms5175芯片。

12、进一步的，所述第一扩展adc转换芯片u2的第一引脚、第二引脚、第四引脚和第五引脚接待采样电源网络，第六引脚接3.3v供电电源并外接c12去耦电容，第七引脚和第八引脚分别接iic总线接口并通过第一电阻r20和第二电阻r21上拉到3.3v电压，第九引脚和第十引脚分别下拉到接地gnd；

13、所述第二扩展adc转换芯片u3的第一引脚接待采样电源网络，第六引脚接3.3v供电电源并外接c12去耦电容，第七引脚和第八引脚分别接iic总线接口并通过第一电阻r20和第二电阻r21上拉到3.3v电压，第九引脚下拉到接地gnd，第十引脚接3.3v电源。

14、进一步的，所述待采样电源网络，为待检测的1.2v电压、1.35v电压、1.8v电压、3.3v电压和5v电压的集合。

15、进一步的，所述adc采样电路中，用于监测5v电压的adc采样电路，还包括防护电路，采用保护二极管d1进行防护。

16、本发明还提出一种电压自动监测的核心板的电压监测方法，对前述的核心板进行电压监测，包括以下步骤：

17、步骤1，上电启动前阶段，所述核心板上电，所述电压监测模块对输入电压进行检测，若输入电压大于第一输入阈值vovp，则进行过压保护并关闭所述pmic电源管理模块的输出；若输入电压小于第二输入阈值vuvp，则进行欠压保护并关闭所述pmic电源管理模块的输出；

18、步骤2，spl启动阶段、uboot启动阶段和kernel启动阶段，所述电压监测模块对所述pmic电源管理模块输出电压进行监测，若该输出电压达到输出阈值，则控制所述pmic电源管理模块的使能en引脚关闭所述pmic电源管理模块的输出，并记录电压异常值，同时进行告警；

19、步骤3，核心板连续运行阶段，所述电压监测模块持续对所述pmic电源管理模块输出电压进行监测，若该输出电压达到输出阈值，则控制所述pmic电源管理模块的使能en引脚关闭所述pmic电源管理模块的输出，并记录电压异常值，同时进行告警。

20、有益效果：

21、1、本发明提出的核心板电压自动监测，有异常电压发出告警信息，同时关闭pmicen脚，实现自身保护功能。

22、2，本发明提出的核心板生产时通过启动信息查看哪个电压是判断故障点，方便维修技术人员问题定位，提高生产效率。

23、3本发明提出的核心板，可以现场连续运行样机，当出现电压故障时发出告警信息，同时保存到日志中。运维人员可以根据日志查询是在哪个环节出现的问题。