Wie stirbt ein Mikrocontroller?

Dafür gibt einen Fachbegriff: PEBKAC

MaWin schrieb:
> Bei einer Klingel gibt es hässliche "Zündfunken" beim loslassen des
> Tasters.
Ich tippe eher, dass der Klingeltaster über ein 10m langes Kabel an den 
ungeschützten µC-Pin angeschlossen ist. Und dann induziert ein knackiger 
Blitz in der Umgebung ausreichend viel Energie um die hauchdünne 
Oxidschicht des Eingangstransistors wegzubrennen.

Tommy schrieb:
> Wie stirbt ein Mikrocontroller?
Der stirbt schweigend.
Ab und zu kann er aber auferstehen. Das habe ich erlebt: plötzlich keine 
Antwort über JTAG, alle Versuche scheitern. Nach einer Woche zufällig 
noch mal versucht: er lebt wieder!

Alles wie bei Menschen. Einer von uns hat das auch geschafft, mit 
Auferstehung...

Stefan schrieb:
> 10Jahre, 20Jahre, 50Jahre oder gar noch länger?

Also ich habe hier einen Computer mit 80186, dessen Prozessor läuft nach 
fast 40 Jahren noch. Würde mich wundern, wenn ein AVR das nicht 
hinkriegen sollte.

Interessant ist, wie lange der Flash die Daten hält, ob das EEPROM 
regelmäßig beschrieben wird, etc. Der Halbleiter selbst dürfte kaum 
altern.

Detektiv schrieb:
> Das wird dann wohl eher der Quarzoszillator sein der falsch
> dimensioniert ist und hie und da nicht mag.

Ich weiß das nicht. Quarzoszillator blieb gleiche, CFPS-72 16.000MHZ. 
Der lief immer gut, auch wenn Mikrocontroller nicht lief.

Die PICs in meiner Eigenbauwetterstation werkeln nun mittlerweile schon 
fast 20 Jahre ohne Ausfall. Die uC in meiner alten Sony Stereoanlage und 
Kasettenrecorder (3) sind auch schon an die 30 Jahre alt. Altersbedingt 
hatte ich noch keinen einzigen uC Ausfall in den übrigen Geräten.

Im Betrieb hatten wir mal einen Unfall wo ein 18F4620 fünf Minuten 12V 
ausgesetzt war und hat es überlebt.

Meine persönliche Erfahrung ist, daß die Dinger normalerweise eine sehr 
lange Lebenszeit aufweisen. Ein Juniorkollege programmierte mal einen 
16F877 PIC wo das EEPROM versehentlich in jedem Loopdurchgang sekündlich 
beschrieben wurde und dann nach ein paar Monaten einen frühzeitigen 
Ausfall beim Kunden verursachte. Testen ergab, daß das EEPROM 14E6 
Schreibvorgänge aushielt bis es aktuell nicht mehr funktionierte. Aber 
nur einige Adressen um die Schreibadresse herum. Der Rest ließ sich noch 
normal beschreiben btw. lesen.

Sonst hatten wir in der Firma in über zwanzig Jahren noch keinen 
einzigen uC Ausfall bei den Produkten. Ich habe schon den Eindruck, daß 
die Dinger in der Regel bei fachgerechten Einsatz eine extrem lange 
Lebensdauer aufweisen.

Ich hatte als einzige Ausnahme ein korruptes EEPROM im MC68HC11 
Development System in den Neunzigern.

Arduino Bords laufen bei mir auch schon jahrelang ohne zu maulen. Ein 
RHT Anzeigegerät mit 8535 AVR läuft auch schon ohne Ausfall an die 
zwanzig Jahre.

Alles in allen sind meine persönlichen Erfahrungen diesbezüglich also 
eher gut. Allerdings schütze ich die Elektronik normalerweise mit 
industriellen Beschaltungsmaßnahmen. ELKOS in Netzteilen aller Art geben 
da wesentlich mehr Ärger.

Inwieweit sich also meine Erfahrungen mit Euren decken kann ich 
natürlich nicht beurteilen.

MaWin schrieb:
> Aber Quarze sind manchmal defekt Chinaschrott

CFPS-72 ist ein Quarzoszillator. Oszi hat gezeigt, daß er immer lief.
Ich mag diese SMD-Dinge mit 7x5 mm Gehäuse gerne. Auch für AVR 
praktisch: man darf verfüßen wie man will :) .

MaWin schrieb:
> Ich brauche immer den internen Oszillator

Warum?
Und bei 88-168-328 ist externe Oszillator auch praktischer als Quarz, da 
du einen Fuß mehr hast.

Nachtrag: der 386SXer Laptop mit 64MB IDE SSD läuft in meiner 
Wetterstation als Logging und Anzeigegerät auch schon an die zwanzig 
Jahre ununterbrochen (Allerdings LCD BL aus wenn ich nicht damit 
arbeite). Das Netzteil funktioniert überraschenderweise noch nach diesen 
ununterbrochenen Einsatz. Allerdings braucht der LT ohne LCD 
eingeschaltet nur 0.5A bei 12V. Ein Toshiba SX3200 der meine CNC 
Maschine steuert, macht es auch schon seit 1995. Ein Dolch Lunchbox PC 
den ich für IEEE-488 Meßgerätesteuerung verwende macht es auch noch gut. 
CMOS BU-Zellen gehen halt alle paar Jahre (wie zu erwarten) im 
ausgeschalteten Zustand regelmäßig kaputt

Gerhard O. schrieb:
> Die PICs in meiner Eigenbauwetterstation werkeln nun mittlerweile schon
> fast 20 Jahre ohne Ausfall. Die uC in meiner alten Sony Stereoanlage und
> Kasettenrecorder (3) sind auch schon an die 30 Jahre alt. Altersbedingt
> hatte ich noch keinen einzigen uC Ausfall in den übrigen Geräten.

Von mir im 2000 programmierten AT89C4051 und AT89S8253 laufen in einer 
elektrischen Orgel immer noch gut, in ungeheizter Kirche bei Frost usw.

MaWin schrieb:
> Die haben sowieso genug Füsse

Genug Füße gibt es nie. Ein Achtfüßling will immer neunte Fuß, ein 
40-Füßling braucht 41. Fuß... Das ist immer so :)

MaWin schrieb:
> interner Oszillator gibt weniger
> Lötarbeit = weniger Fehler.

Bei heutigem Stand von chinesischen PCB-Dienst ist das kein Problem.
Aber ich kapiere nicht, warum interne Quarzoszillator weniger Lötarbeit 
braucht. Ohne Quarz ist interne Oszillator nur sehr beschränkt 
brauchbar, da zu ungenau.

MaWin schrieb:
> interner Oszillator gibt weniger
> Lötarbeit = weniger Fehler.

Externe Quarz: Quarz selbst, 2x Kondensator und 2 Pins von Controller, 
also 8 Pins zu löten.
Externe Quarzoszillator : selbst 4 Pins, ein Abblockkondensator und 1 
Pin von Controller, also nur 7 Pins zu löten. :)

Quarzoszillator ist auch dadurch bequem, da auch andere IC von dem 
getaktet werden können, ohne für CLKOUT Pin von Controller zu opfern.

Stefan schrieb:
> Hex 14E6 = Dez 5350

Das ist falsch. Ich meinte 14x10^6, also 14+ Millionen Schreibzyklen. 
Hersteller garantiert allerdings nur 1 Million bei den damaligen alten 
PICS.

Stefan schrieb:
> 10Jahre, 20Jahre, 50Jahre oder gar noch länger?

Meine DCF77-Uhr mit µC 8748 läuft seit Anfang der 80er Jahre 
ununterbrochen.

MaWin schrieb:
> aber der Platzbedarf steigt

Kaum. Ein 7x5 mm Oszillator mit 0805 Abblockkondensator ist sogar 
platzsparender als HC49US_smd und zwei 0805 Kondensatoren. Außerdem muß 
man um Quarz eine GND-Schutzleitung machen. Ein Quarzoszillator braucht 
das nicht, da er keine empfindlichen hochohmigen Leitungen außerhalb vom 
Gehäuse hat.

Toxic schrieb:
> Die Voyager 1 wird noch ca 10 Jahre  Signale liefern,bevor die Sonde
> keine Energie mehr hat...ansonsten wahrscheinlich tausende Jahre
> laenger,sofern wir in der Lage ihre Signal aufzufangen

Hier ist ein interessanter Beitrag zur Voyager Technik:
https://www.allaboutcircuits.com/news/voyager-mission-anniversary-computers-command-data-attitude-control/

Gerhard O. schrieb:
> ELKOS in Netzteilen aller Art geben
> da wesentlich mehr Ärger.

Da muss ich kurz zwischenfunken (lel zum Thema passend). Wie oft seid 
ihr schon defekten Elkos abseits von Netzteilen begegnet, z.B. wenn sie 
eingsetzt werden um 3,3V Versorgungen zu puffern (z.B. am Ausgang von 
Schaltwandlern?).

Hab die immer vermieden wenn es irgendwie geht, aber grade wenn man mal 
große Werte braucht wirds mit Keramik doch teuer.

Andreas F. schrieb:
> Wie oft seid
> ihr schon defekten Elkos abseits von Netzteilen begegnet, z.B. wenn sie
> eingsetzt werden um 3,3V Versorgungen zu puffern (z.B. am Ausgang von
> Schaltwandlern?).

Nur auf PC Mainboards in den CPU 0.9V Schaltreglern. Sonst nur in alten 
Netzteilen. In Anwendungen mit Null oder sehr wenig Ripple - noch nie.

Andreas F. schrieb:
> Hab die immer vermieden wenn es irgendwie geht, aber grade wenn man mal
> große Werte braucht wirds mit Keramik doch teuer.

Gerhard O. schrieb:
> Nur auf PC Mainboards in den CPU 0.9V Schaltreglern. Sonst nur in alten
> Netzteilen. In Anwendungen mit Null oder sehr wenig Ripple - noch nie.

Bei denen werden aber auch einige Amperes rausgezogen, von den 
ungünstigen Temperaturbedingung ganz zu schweigen.

Arduino Fanboy D. schrieb:
> Und wenn reichlich dimensioniert, dementsprechend lange.

Daraus kann man wohl mitnehmen dass es bei ausreichender Dimensionierung 
und vernünftiger Umgebungstemperatur wohl keine tickenden Zeitbomben 
sind. Danke!

Weihnachts-Männin schrieb:
>> Wie stirbt ein Mikrocontroller?
>
> Wie ein Mann! Zufrieden mit dem zeitlebens Geleisteten, gestützt von
> Kondensatoren, mit einer stabilen Versorgung durch einen
> verständnisvollen Regler und wenigen überraschenden Resets.

Das muss man ausdrucken und einrahmen!

Wolfgang schrieb:
>> Der Halbleiter selbst dürfte kaum altern.
>
> Schön wäre es. Warum sollten die Fehlerstellen (Dotierung) an
> PN-Übergängen nicht den Gesetzen der Diffusion entlang von
> Konzentrationsgradienten unterliegen?

Die Betonung auf "kaum", vor allem bei den µC-typischen Strukturgrößen. 
In guter Umgebung stirbt der Rest der Schaltung oder der Erbauer vorher.

Wenn man sich auf Youtube die (z.B. Commodore-)Restaurationen anschaut, 
dann sieht man natürlich auch unzuverlässige Chips. Dazu zählt DRAM, 
aber auch bestimmte ASICs, wo der Hersteller den Prozess nicht im Griff 
hatte oder die intern irgendwelche Pfuschereien machen. Ob man sowas 
dann als Alterung ansieht, ist noch eine andere Frage.

Maxim B. schrieb:
> Genug Füße gibt es nie. Ein Achtfüßling will immer neunte Fuß, ein
> 40-Füßling braucht 41. Fuß... Das ist immer so :)

Shift Register und IO-Expander to the rescue;-)

Wie stirbt ein Mikrocontroller?

meist leise

Gerhard O. schrieb:
> Shift Register und IO-Expander to the rescue;-)

Zu langsam, besonders IO-Expander (um 1 Bytes oder gar 1 Bit zu schicken 
oder zu lesen, braucht man mindestens 3 Bytes per SPI, oft auch mehr, 
oder gar über langsame I2C). Shift Register sind unflexibel. Zwischen 
Aus und Ein zu wechseln ist schwierig... Und wenn man noch mehrere 
externen ISR braucht...
Echte Füße kann nichts ersetzen. Deshalb mag ich so gerne ATMega2560, 
wenn auch schwer zu löten.

S. R. schrieb:
> Der Halbleiter selbst dürfte kaum
> altern.

Die LED ältern sich, obwohl Halbleiter. Hier wird wohl alles von Wärme 
bestimmt. Je wärmer, umso schneller kommt der Tod.

Ein mögliches Szenario das zum "von ganz alleine Kaputtgehen durch 
Alterung" führen kann nennt sich "Elektromigration" (wohl oft als 
Synonym für Fachkräfteabwanderung missverstanden :) )

Maxim B. schrieb:
> Die LED ältern sich, obwohl Halbleiter.
> Hier wird wohl alles von Wärme bestimmt.
> Je wärmer, umso schneller kommt der Tod.

Naja, mit dem Argument altern auch Beton, Eisen und Stahl. Trotzdem 
konnten Menschen damit Gebäude bauen, die mehrere Jahrtausende 
überdauert haben.

Wenn die Alterung langsamer ist als die maximal anzunehmende 
Lebensdauer, dann kann man die Alterung auch ignorieren.

Das gilt für (moderat unterforderte) LEDs ebenso wie für die hier 
genannten (pfleglich behandelten) Mikrocontroller. ;-)

michael_ schrieb:
> So schnell stirbt der nicht!
> Ich hatte mal einen AVR verkehrt herum in die Fassung gesteckt.
> Das aufgeklebte Papier mit der Bezeichnung hatte schon einen braunen
> Brandfleck.
> Aber richtig eingesetzt lebte er noch.

Mir ist mal ein alter PIC gestorben, weil ich einen kleinen PWM 
getriebenen Bürstenmotor (Pumpe ~3Watt 12V) ungenügend entstörst hatte. 
Also nur ne Freilauf-Diode und ein größeren StützElko in der Nähe (Die 
Obligatorischen Cs am Motor waren natürlich dran. Sind allerdings wie 
ich lernen mußte, bei PWM nur für Nachbars Radio gut, aber nicht für die 
Stromversorgung. Da ist das Kontraproduktiv. Eigentlich logisch, aber 
manchmal muß die Nase halt in den Dreck. :)
Der Ganze Schei... löste ab und an, den Wasserarm aus. OK, also /irgend 
wann/ (~1J:) das Teil wieder auf den Tisch gepackt und weils nich billig 
war, erst mal mit dem DigiOszi gegugt, was den da so los is. Und zefix 
no a moi, beim dritten Hingugversuch ... Tot aus Ende. :´´´(
Da echte MaWin meine dann: "Bau no zwoa 47µH eine, bast scho".
Einen Wasser Alarm gab zwar schon noch, aber das ist eine andere 
Geschichte, wo das Silikon keines war und die Natur Ihr recht forderte. 
;)


PS: Zefix, könnt Ihr heut auch nich pennen :{

S. R. schrieb:
> Trotzdem
> konnten Menschen damit Gebäude bauen, die mehrere Jahrtausende
> überdauert haben.

Das war früher so. Heute ist auch Beton anders. Was Stahl betrifft, der 
gibt es wirklich erst sei dem 19. Jahrhundert. Deshalb kann noch niemand 
sagen, wie lange Stahl durchhalten kann. Bestimmt keine Jahrtausende. 
Messing kann vielleicht etwas durchhalten: einige erhaltene Orgelteile 
aus Messing sind ca. 2000 Jahre alt...

S. R. schrieb:
> Wenn die Alterung langsamer ist als die maximal anzunehmende
> Lebensdauer, dann kann man die Alterung auch ignorieren.

Das würde ich nicht sagen. Gerade heute haben wir Probleme mit alten 
Orgeln mit pneumatischer oder elektropneumatischer Traktur von Anfang 
20.Jh. Die leben zwar länger als ein Mensch, trotzdem ist ihr Leben 
schon am Ende, Reparatur lohnt sich kaum. Auch Wert als Musikinstrument 
ist bei Pneumatik fragwürdig. Trotzdem darf man diese Orgeln nicht 
abtragen, da Denkmalschutz. Die Gemeinden, die solch Orgeln haben, die 
haben einfach Pech...

Falls du aber unter "Lebensdauer" das Leben von Werkzeug meinst, dann 
ist das Leben für eine Orgel im Prinzip unbegrenzt. Deshalb paßt hier 
kein Material überhaupt :)

Man da hatte ich aber Glück die Tage. War natürlich nur billig Kram, den 
sonnst...
PIC12 F 1822 aufs Breadboard gepackt, NT dran auf 5V/100mA gestellt, 
MPLAB-X gestartet.... Meckert mal wieder "Falsch ID!". Grummel, Mist, 
schon wieder VCC nich an den Programmer gelegt. OK eledigt... nichts, 
selbes Ergebnis. Kann ja wohl nich sein. Noch mal Lupe raus. Ja da steht 
eindeutig 12F1822 drauf.... Aus Frust mal auf "programmiers trotzdem" 
gedrückt. Funst, alles prima. Sogar das Programm tut auf Anhieb (huhu 
LED). Nach 2-3Tagen(?) fällt mir im Dabla auf, die angezeigte ID ist die 
der LF Type (1,8-3,3V) (-O Spannung rauf runter, 1,8-5V. Nich alles an 
int.HW getestet, aber der rest tut bis Heute?-/

Maxim B. schrieb:
>> Trotzdem konnten Menschen damit Gebäude bauen,
>> die mehrere Jahrtausende überdauert haben.
> Das war früher so. Heute ist auch Beton anders.

Wir könnten auch heute noch Gebäude bauen, die mehrere Jahrhunderte 
halten. Ob das wirtschaftlich oder ökologisch sinnvoll ist, ist eine 
andere Diskussion und beide Seiten haben gute Argumente.

> Das würde ich nicht sagen. Gerade heute haben wir Probleme
> mit alten Orgeln mit pneumatischer oder elektropneumatischer
> Traktur von Anfang 20.Jh.

Bewegte Teile und Verschleißteile verschleißen mit der Zeit nunmal, das 
ist die Natur der Dinge. Betrifft auch Orgeln, irgendwo muss die Luft ja 
herkommen.

An einem Mikrocontroller bewegt sich nix und Verschleißteile hat er auch 
nicht (abgesehen von Flash und EEPROM). Deswegen sind die 
Alterungserscheinungen eines Mikrocontrollers vernachlässigbar - eher 
sterben die Kondensatoren außenrum und mit ihnen das Netzteil, was dann 
die restlichen Chips ermordet.

> Trotzdem darf man diese Orgeln nicht abtragen, da Denkmalschutz.
> Die Gemeinden, die solch Orgeln haben, die haben einfach Pech...

Wenn die Reparatur zu teuer, die Klangqualität zu schlecht und der Abbau 
verboten ist, dann ist das schlicht Politik. Hätten sie vor hundert 
Jahren halt bessere Qualität bauen müssen. Oder vor 50 Jahren ordentlich 
behandeln.