目录
1、前言
2、硬件调试常规步骤
2.1、检查板卡
2.2、测试静态电阻
2.3、上电测试电源
2.4、测试时钟和复位
2.5、烧写逻辑和UBOOT（通过FPGA的JTAG调试口）、串口登录uboot（看有没有串口打印信息）
2.6、USB或者网口烧录操作系统、软件调试其他部分。
2.7、调试其他功能模块。
3、常用的仪器仪表
4、实战技巧：
4.1 焊接技巧
4.2 飞线技巧：
4.3 换芯片技巧：
5、硬件调试心得
6、附件：调试文档
1、前言
1、仔细阅读元器件数据手册。
2、系统框图、了解时序和时钟，了解系统工作流程。
3、认真完成原理图和PCB设计。PCB一旦做好了，可改动的内容基本有限，因此在投产前必须确保原理图和PCB设计在自身认知范围内没有问题。
4、投产前再次校对元器件的具体型号和封装以及厂家。
5、每测一项就要能排除一些问题,不要做一些重复的测试,做好debug record。
6、擅于运用调试工具。
7、良好的调试习惯、软硬件协同，共同解决问题。
8、板级调试可以快速提升硬件整体实战能力。
2、硬件调试常规步骤
2.1、检查板卡
第一步：拿到板子后，观察整板焊接质量，板卡颜色，元器件的焊接情况，插件焊接情况等。
详细内容如下：
1、贴片的元器件是否准确？是否是原理图对应的元器件？
2、是否有漏焊器件？
3、焊接是否牢固？
4、极性电容、二极管、以及IC是否焊接方向是否正确？
5、IC芯片的相邻管脚焊接是否短路，焊锡是否有连在一起的？
6、元器件采购注意点：有些集成电路，虽然其型号相同，但还要考虑其型号后缀不同。
7、焊接质量直接影响的是不良率，产品的关键参数。
8、IC上是否有焊珠等。
2.2、测试静态电阻
第二步：测量静态电阻：对照电路图，按一定的顺序逐级对应检查。特别要注意检查电源是否接错，电源与地是否有短路。
拿万用表调到电阻档位，测量板中的电源和地之间的电阻。需要将测量出来的数据填入测试表格中比对，以便数据核查。
注意：内阻常规是无穷大，但是一些主芯片核电压供电电压小，电流大内阻会小很多，甚至只有10Ω左右这个是正常的。
2.3、上电测试电源
第三步：测量电源电压：核查各电源电压是否正确。
确认第二步中电源没有短路后，再上电测试。电源一经接通，不要急于用万用表测量数据，而是要观察是否有异常现象，如冒烟、异常气味、放电的声光、元器件发烫等。如果有，应立即关断电源，待排除故障后方可重新接通电源。然后，再测量每个集成电源输出引脚的电压是否正常。
注意点：
（1）用万用表测试无短路后再上电！！！
（2） 最好设置几个电源指示灯，上电若有指示灯不亮，先断电检查。
（3） 测量各路电源值，并感受电源器件温度，是否有异常工作。
（4）上电时可用带限流功能的可调稳压电源。先预设好过流保护的电流，一般情况下限流为1.5-2倍的工作电流，如果不确定工作电流，可以先从低到高限流，比如开始限流1A，第一次上电后再改为2A。
（5）测量电源的时候，根据电源的时序测量电源的电压。（注意时序）如果某一路电源有问题，把某一路的电感拆了。测试该路电源的上游或下游出现问题。
2.4、测试时钟和复位
第四步：测量时钟和复位。
电源调试成功之后，接下来是调试系统的时钟。数字系统靠时钟来保证各芯片可以有序的工作。首先，要调试CPU的时钟，然后是总线的时钟，还有各个功能模块的时钟。时钟不起来，对应的模块都无法正常工作。
时钟测试完以后，测试复位。
2.5、烧写逻辑和UBOOT（通过FPGA的JTAG调试口）、串口登录uboot（看有没有串口打印信息）
插上调试口，看软件是否可以识别到FPGA等芯片。通过JTAG接口连接到电脑上，在电脑上用JTAG调试代理软件，就应该可以检查到板上的芯片了。如果软件检查不到，则表示主芯片没有正常工作，或者JTAG部分没有工作，这个时候就需要详细检查各个部分了。一般来说，这个环节是整个调试工作中最重要的部分。这个环节容易出问题的就是复位电路工作不正常，主芯片某些引脚虚焊。主芯片的系统配置正确与否暂时不会影响到芯片是否工作，可以最后检查。
xilinx烧录器如下图所示
altera烧录器如下图所示
注意：建议在板子多排放几个LED灯，烧录完程序后，灯的闪烁情况会按照自己的设置闪烁。那基本上主系统就没有问题了。
串口登录UBOOT：串口调试，看下是否有串口打印息。
串口调试出现问题：
a、出现乱码可能波特率错误。
b、硬件出错，建议多按几次复位；
c、原理图设计电平转换的问题。
如果在串口地方卡住：可以跳过板子上的电平转换模块，直接购买小模块，将收发和地直接接到板子上去。
串口和板级上连接的时候要注意反一下。
2.6、USB或者网口烧录操作系统、软件调试其他部分。
2.7、调试其他功能模块。
前面的6个步骤没问题，系统一般都可以跑起来啦。说明板卡已经可以工作了。板上还有其他模块，需一点一点的调试。
根据功能模块进行相关的调试，大部分外设需软硬件协调。由于外设种类较多,暂不一一列举。一般根据数据手册或应用手册说明对软件进行编程后,可通过示波器测试相关的时序是否满足要求。
分模块调试注意点：
1、找出各模块的相关电路，逐个排查。根据框图，完成一个勾一个。
2、分而治之、了解bug位于上游,还是下游。
3、常用的仪器仪表
万用表、示波器、稳压源、电烙铁、热风枪、主芯片调试开发软件以及对应的仿真器、串口线、网口线、USB线等。
仪器仪表：
●万用表：一般只用来测电阻和电压。
●示波器：显示波形的仪器，现在市场上大都是数字示波器，一个auto键，便可轻松搞定。
●数字电桥数字电桥：又称数字式LCR测量仪，它的测量对象为阻抗元件的参数，包括交流电阻R、电感L及其品质因数Q，电容C及其损耗因数D。
●信号发生器：也叫函数信号发生器。
●频率计：测量信号频率的仪器，它被广泛运用于各种领域，用法也比较简单，不用多说。
●矢量网络分析仪也叫网分仪，由合成信号源、S参数测试装置、幅相接收机以及显示部分构成，是一种常见的射频测量仪器，主要用来测量高频器件、电路及系统的性能参数，如线性参数、非线性参数、变频参数等。
●频谱分析仪频谱分析仪简称频谱仪，主要用来测量频率、功率、频率准确度、频率稳定度、相位噪声、谐波抑制、杂散抑制、改善因子、信噪比、谱宽等。
4、实战技巧：
4.1 焊接技巧
1、焊接过程中要控制好温度，一般在300~380℃之间，温度过高也容易将芯片烧坏；
2、焊接芯片之前引脚一定要对齐，因为在芯片固定完之后，是很难移动芯片的位置的；
3、脱焊不要使用圆头烙铁头，因为这种烙铁头不便托焊，一般使用刀头或者马蹄铁头；
4、焊接由于松香的使用，会在板子上留下一层黑丝的物质，可用洗板水或者酒精洗去；
5、当使用完电烙铁之后，要在烙铁头上镀上一层锡，可以防止氧化，起到保护的作用。
6、拖锡的技巧。
参考视频如下
芯片腿多，焊接方法其实很简单，通过拖锡可以快速完成焊接,科技,机械,好看视频
4.2 飞线技巧：
1、在调试过程中，要是飞线，可以采用漆包线，或者是杜邦线。
漆包线如下图所示。信号线一般用漆包线，电源线用杜邦线。漆包线在使用的时候注意烫一下，让铜芯露出来。
- 如果某些地方需要加些电阻或者电容，用最简便的方式焊接上去。
就近且不易察觉。
4.3 换芯片技巧：
1、器件需要焊下来的时候，可以采用2种方式，一种电烙铁加锡烫下来，另外一种是热风枪吹下来。
2、在使用热风枪的时候，周围器件要是比较密集，可以采用高温胶带。
3、除了BGA和QFN的芯片需要返厂维修，其他常用封装器件需自己手焊替换。
5、硬件调试心得
1、用万用表或示波器对芯片管脚进行测量时注意不要与相邻的管脚接触,以免引起短路,造成器件损坏。
2、调试的前提是必须了解好设计原理以及设计注意；
3、切记不要被自己的潜意识蒙骗，理所当然(多点动手，没有什么是必然的）
4、良好的焊接能力是硬件调试基础；多练，能事半功倍；
5、参考成熟的电路的设计十分重要；
6、对比排除法十分适合新手入门（充分利用手上的硬件资源）；
7、积累判断器件的好坏能力以及快速拆换技巧；
8、检测是否有电压差来验证电路是否正常；
9、引脚的电平变化是否正确（示波器捉取）；
10、绝大多数的错误一般都是短路、断路或者错件；
11、虚焊的现象：完全不导通、导通不良；
12、有时候板卡跑着跑着死机了，可能芯片达到极限温度；
13、必须熟悉掌握原理图以及PCB图；各个元器件的特性，外围电路的了解(如最小系统：时钟、复位、电源和程序下载电路)等；
14、清晰万用表的电压测量（并联）、电流测量原理（串联）；
15、外购一些模块跳出板内解决一些问题；
16、电源设计部分很重要：1）电源纹波 ； 2）尖峰脉冲；
17、猜测还是必要的,但不要过多的猜测。发现bug不要盲目的猜测问题根源,而是要仔细观察bug到底是什么地方造成了bug。
18、查看细节:缩小范围。
19、首先要看芯片的datasheet，了解芯片不同功能有哪些管脚配置。然后将芯片有哪些输入、输出管脚弄清楚。一般配置成功，芯片就会正常工作的。如果芯片输入没有问题，配置也没错，但是输出却有问题，那么很有可能是芯片挂了。
20、首先检查外部设备，逐个对应，看是否外部硬件使用的型号或者使用的类型有问题，先排查外部影响。
21、最根源的地方是理解原理图的每一个器件特性；软件的调试要和硬件配合进行,往往问题可能不单单是硬件引起的。
6、附件：调试文档
第一部分测试
- 静电测试
静电测试主要是测试有没有短接情况
检测方法是用万用表测量各电源到地之间的电阻值
具体测试点：
| 测试点 |
静态电阻 |
说明 |
|
| +1.0V |
|||
| +1.8V |
|||
| +1.5V |
|||
| +3.3V |
|||
| +5V |
|||
| +12V |
|||
| +2.5V |
|||
| +1.2V |
|||
| MGTAVTT(1.2) |
|||
| VCC0V75 |
|||
注： 测试顺序按照001到005
- 上电测试
上电测试主要测试电压值是不是达到标准，电压是不是稳定
检测方法是用万用表测量各电源到地之间的电压值
具体测试点：
| 测试点 |
电压值 |
参考电压 |
说明 |
|
| +1.0V |
+1.0V |
|||
| +1.8V |
+1.8V |
|||
| +1.5V |
+1.5V |
|||
| +3.3V |
+3.3V |
|||
| +5V |
+5V |
|||
| +12V |
+12V |
|||
| +2.5V |
+2.5V |
|||
| +1.2V |
+1.2V |
|||
| MGTAVTT(1.2) |
+1.2V |
|||
| VCC0V75 |
+0.75V |
|||
-
时钟测试
时钟测试主要看时钟是否稳定，时钟信号是否正常
检测方法是用示波器测量查看各信号到地之间的波形并读取其稳定时钟值
| 器件 |
时钟大小 |
测试点 |
位置 |
来源 |
| Y1 |
25MHZ |
晶振 |
||
| Y2 |
50MHZ |
晶振 |
||
| Y3 |
晶振 |
注：各功能接口说明
4、各功能接口验证
| 器件位号 |
功能用途 |
调试结果 |
说明 |
| U4 |
SPI Flash |
||
| J1 |
JTAG |
||
| U1文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-459837.html |
ZYNQ7030文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-459837.html |
- 调试记录、总结
视频链接： 硬件板级调试浅谈01_哔哩哔哩_bilibili
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