BLE模组功耗异常排查流程

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　　背景

　　用户使用利尔达BLE模组时，有时会遇到功耗偏高的问题，本文针对这类功耗异常问题梳理了一个常规的问题排查流程，供用户参考。

　　具体操作流程如下文所示。

　　过程

　　一、分析思路

　　首先要在设备上尝试复现问题，然后分析用户对模组的使用是否合理？

　　如果定位到功耗高来源确实是BLE模组，需要把模组从板子上吹下来，单独测试模组功耗，通过分析电流波形找到功耗高来源。通过烧录定频固件，排除软件影响，验证模组纯硬件电流是否正常J。然后通过分析模组原理图找到可能会影响模组电流的几个关键器件(磁珠、VCC对地电容、TVS管等)，对其进行器件替换，使用排除法缩小范围，最后找到功耗高原因。

　　如果最后定位是主芯片造成的模组功耗偏高，则需要借助原厂做进一步芯片RMA失效分析，定位具体芯片损坏点，从而帮助用户找到造成功耗高的诱因，进行规避解决。

　　具体分析思路可参考以下流程图：

　　二、排查步骤

　　1、复现问题

　　在电源VCC跟GND之间串联万用表，或者直接使用功耗测试仪给设备供电，测试设备功耗。

　　如果测试出来功耗确实高于用户提供的参考值，那么用同固件版本新模组替换异常模组，再次测试设备功耗。

　　同时，可以分析用户原理图，重点关注MODE_CTL、PWR_CTL、BT_CTL这3个控制引脚的接法是否正确？PWR_IND、BUSY_IND、CONN_IND等几个输出引脚是否被直接拉低或拉高了。(这样做可能会出现漏电流或灌电流，造成模组功耗增加)

PWR_CTL引脚直接被拉低，那么功耗就是2.2mA，而不是uA级别

BUSY_IND、CONN_IND引脚不建议加上拉

　　然后，再分析用户MCU软件逻辑是否正确？包括是否有配置一些非法参数，模组时序操作是否符合使用说明书描述流程。(一些非法参数配置或错误的时序操作可能会触发模组固件隐藏bug，造成整体功耗上升)

由于用户非法参数配置，导致模组软件死机，连接断开，原先uA级别连接电流变成一直保持1.2mA电流

　　总结：经过以上分析，用户使用方法都是正确的，且新模组替换异常模组后功耗降低至正常水平，那么可以判定模组是功耗高来源。

　　2、单独测试异常模组功耗

　　使用功耗测试仪，抓取模组从上电、广播、连接和连接断开这整个流程的电流波形，跟正常模组电流值进行对比，找到电流偏高来源，可能是待机电流(standby或sleep状态)、TX或RX电流偏高导致。

图中游标1、2处的待机电流是69uA左右，远高于正常模组广播状态待机电流15uA

　　3、烧录定频固件，排除软件因素，验证功耗高来源是模组射频部分/芯片CPU部分/软件bug

　　烧录认证定频固件(模组单纯的处于持续TX、RX或sleep状态)，验证模组TX、RX、sleep电流是否正常。

　　如果测试下来TX、RX、sleep电流都正常，那么模组功耗高来源应该是standby电流，那么一种可能是软件bug导致原始透传固件的standby电流偏高，需要研发介入分析软件原因；另一种可能是模组芯片的硬件CPU部分受损，需要对调芯片进行验证。

　　如果测试下来TX、RX、sleep电流其中之一偏高，那么模组功耗高来源应该是模组射频部分或天线，需要下一步对调芯片进行验证。

　　4、好坏模组之间对调主芯片，初步定位功耗高来源

　　如果电流偏高现象跟着异常模组主芯片，那么下一步需要联系原厂做芯片RMA失效分析，定位最终原因。

　　如果电流偏高现象跟着异常模组底板走，那么下一步需要使用排除法，定位引起功耗高的具体器件。

　　注：对调芯片操作时，热风枪一定要注意轻柔的吹芯片，焊接芯片也要准确，以防因为操作不当造成芯片损坏，误导排查方向。

　　5、芯片RMA失效分析

　　需要至少准备2个以上数量的异常芯片样品，提供给原厂。

　　需要书面总结测试流程及现象，方便原厂进行分析。

　　6、异常模组底板其他器件分析

　　先肉眼观察模组内部是否有器件损坏或焊锡粘连现象，重点关注VCC、GND是否有短路？

　　使用交叉替换法，验证几个重要器件(磁珠、VCC对地电容、TVS管等)是否工作正常？

　　最后验证一下是不是PCB CAF问题导致的板子功耗上升？(该原因一般遇到较少)

　　结论

　　针对利尔达BLE模组功耗异常问题，总结以上排查步骤：
　　●复现问题。
　　●单独测试异常模组功耗，找到电流波形上偏高的部分，进行分析。
　　●烧录定频固件，排除软件因素，验证功耗高来源是模组射频部分/芯片CPU部分。
　　●好坏模组之间对调主芯片，初步定位功耗高来源。
　　●芯片RMA失效分析。
　　●异常模组底板其他器件分析。