基于DSP的多頻帶混合信號測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
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任意波形發(fā)生器如圖l所示，可以以單端和差分模式工作，具有完整的波形發(fā)生能力，可以產(chǎn)生可修改的復(fù)雜波形，具有激勵被測器件所需的定時(shí)功能。 AWG作為VXI儀器系統(tǒng)的一個(gè)模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)化的接口模塊與資源控制器通信，當(dāng)需要產(chǎn)生激勵波形時(shí)，資源控制器發(fā)送命令和參數(shù)到AWG模塊，AWG模塊采用高速DSP芯片作為主處理器，DSP與波形定時(shí)器和控制邏輯一起完成任意波形的產(chǎn)生，從而提供給被測器件(DUT)所需的激勵波形。由于被測芯片種類繁多，頻帶范圍很寬，對于不同的被測芯片，采用的定時(shí)器和控制邏輯都不盡相同，而且，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，頻率合成技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到測試測量領(lǐng)域，采用數(shù)字頻率合成(DDS)專用芯片使得電路更加簡潔可靠，因此，任意波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)也更加容易，其抗干擾能力和精度都更加容易保證。
音頻／視頻數(shù)字化儀如圖2所示，主要由信號轉(zhuǎn)換和調(diào)理電路、波形存儲器、DSP、控制邏輯和接口電路等組成。AVD可以設(shè)計(jì)多個(gè)通道，每個(gè)通道擁有獨(dú)立的硬件資源，可以捕獲各種頻帶的被測信號。同樣，AVD也是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的VXI儀器模塊，也在資源控制器的控制下與AWG及其他模塊一起完成測試任務(wù)。AVD模塊中包含一個(gè)高速DSP芯片作為核心處理器，一方面，DSP中植入了大量的信號處理庫函數(shù)，諸如FFT、數(shù)字濾波器等任務(wù)都可在DSP中完成；另一方面，一些測試算法也可以移植到DSP中來做，因此，在AVD模塊內(nèi)部就可以得到一些測試數(shù)據(jù)的中間結(jié)果，使得傳送到主機(jī)的數(shù)據(jù)量大大減少，VXI總線上的數(shù)據(jù)被大量分流，同時(shí)，主機(jī)的計(jì)算量也被DSP芯片分擔(dān)，這對于縮短測試時(shí)間有重要作用。在對大規(guī)模混合信號芯片進(jìn)行多片并測時(shí)，采用多片DSP并行的結(jié)構(gòu)，在AVD模塊內(nèi)部完成大量的信號處理和測試算法，能更加顯著地提高測試效率。
本方案在硬件和軟件的設(shè)計(jì)上采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的方法，因此架構(gòu)靈活、易于升級。首先，由任意波形發(fā)生器(AWG)和音頻／視頻數(shù)字化儀(AVD) 為主要模塊構(gòu)成的多頻帶混合信號儀器系統(tǒng)具有比較完善的功能，能獨(dú)立完成混合信號測試的大部分工作，對于不同頻帶范圍的混合信號芯片測試，可以用不同的 AWG和AVD組合完成。其次，由于結(jié)構(gòu)緊湊，使得信號采集和處理能在測試臺本地完成，提升了信號處理能力，消除了總線沖突。再次，這種靈活的架構(gòu)方便用戶將各個(gè)模塊作為可選件來配置測試系統(tǒng)，有效地降低了測試成本。另外，本方案實(shí)現(xiàn)了對數(shù)字信號處理庫的移植和優(yōu)化，提升了信號處理能力，為多芯片并行測試提供了條件。
5 結(jié)語
IC技術(shù)的發(fā)展，一方面提供了大量的功能強(qiáng)大的芯片供系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選用，目前高性價(jià)比的DSP芯片不僅迎合了當(dāng)今數(shù)字化浪潮，同時(shí)為設(shè)計(jì)者提供了多種低成本的選擇；另一方面，大量新型芯片的出現(xiàn)，給芯片測試帶來了新的挑戰(zhàn)，作為電子產(chǎn)品數(shù)字化核心之一的混合信號芯片成為芯片測試領(lǐng)域的一個(gè)新的熱點(diǎn)。本文針對國內(nèi)測試設(shè)備制造業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況，提出了一種混合信號測試的低成本解決方案，本文方案充分利用現(xiàn)有條件，遵循標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的設(shè)計(jì)思路，解決了多種頻帶的混合信號測試問題，是國內(nèi)現(xiàn)實(shí)情況下測試設(shè)備制造業(yè)的一個(gè)探索，相信會隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷發(fā)展和完善。
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