温度对IO通信的影响

一、背景说明
board to board通信的时候，两块板子通信，在正常温度下都是正常的，但是到了低温就会概率性
出现通信异常，然后温度升高又正常了，这个会是什么原因呢？这个就是边缘温度恢复的现象，接近经典低温失效机制。

二、可能出现的原因
1.冷焊、虚焊、裂纹
在比较低的温度下，材料会收缩，尤其是BGA焊接球收缩；
还有可能是焊点裂纹扩展；
PCB层之间热膨胀系数的不匹配。

2.如果固定为某一路引脚或者信号线，这个焊点存在微裂，可能在低温下完全断开或者高阻，导致信号线悬空，表现为
固定高电平。当温度升高，材料接触恢复，断点又接触上了，通信恢复；

三、现象表征
这种现象典型表现为：

在某一特定极端温度出现问题；

升高或降低几度后又恢复；

一般是单 bit 出问题；

一样的代码、配置、逻辑，在温度改变时出现跳变。

四、其他原因
1.IO驱动能力边缘
某个IO驱动边缘，能力或者阈值刚好在低温下发生临界变化；
该bit的上拉或者下拉太弱，在低温时候电平维持不了；
2.IO的PCB信号质量有问题
走线太长，过孔多，阻抗不匹配
低温下介质损耗，传输延迟变化，造成信号变形
这种情况是波形失真或者出现末次，不会固定为高；
3.FPGA输入IO边界效应或者时序窗口偏移
FPGA输入延迟在低温下变化，采样在不稳定区域；这种情况的
是错位或者花屏，不是固定为某种电平。