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基于DSP的多频带混合信号测试系统

北京自动测试技术研究所 蒋常斌 冯建科 郭仕瑞 高 剑?? 2009年08月28日 ?? 收藏0

?  4 基于DSP的混合信号测试方案

  针对当今混合信号的测试需求和国内同类产品的现实情况,提出一种混合信号测试的低成本解决方案,即借鉴目前国际上主流混合信号测试系统的架构,紧密结合中小型测试仪器的特点,充分利用BC3192测试系统的开放性和标准化结构,采用新型高速DSP来提升多频带混合信号芯片的测试能力。

  本文实现方案是以任意波形发生器(ArbitraryWave Generator,AWG)和音频/视频数字化仪(Audio/Video Digitalizer,AVD)的组合来应对多种频带的混合信号芯片测试。AVD和AWG的组合可以满足波形发生、操作和分析的需要,内部集成高性能 DSP,能够为测试和分析提供完整的DSP库函数,因而能够满足混合信号的多种测试需要。

  任意波形发生器如图l所示,可以以单端和差分模式工作,具有完整的波形发生能力,可以产生可修改的复杂波形,具有激励被测器件所需的定时功能。 AWG作为VXI仪器系统的一个模块,通过标准化的接口模块与资源控制器通信,当需要产生激励波形时,资源控制器发送命令和参数到AWG模块,AWG模块采用高速DSP芯片作为主处理器,DSP与波形定时器和控制逻辑一起完成任意波形的产生,从而提供给被测器件(DUT)所需的激励波形。由于被测芯片种类繁多,频带范围很宽,对于不同的被测芯片,采用的定时器和控制逻辑都不尽相同,而且,随着电子技术的发展,频率合成技术已经广泛应用到测试测量领域,采用数字频率合成(DDS)专用芯片使得电路更加简洁可靠,因此,任意波形发生器的设计也更加容易,其抗干扰能力和精度都更加容易保证。

任意波形发生器

  音频/视频数字化仪如图2所示,主要由信号转换和调理电路、波形存储器、DSP、控制逻辑和接口电路等组成。AVD可以设计多个通道,每个通道拥有独立的硬件资源,可以捕获各种频带的被测信号。同样,AVD也是一个标准化的VXI仪器模块,也在资源控制器的控制下与AWG及其他模块一起完成测试任务。AVD模块中包含一个高速DSP芯片作为核心处理器,一方面,DSP中植入了大量的信号处理库函数,诸如FFT、数字滤波器等任务都可在DSP中完成;另一方面,一些测试算法也可以移植到DSP中来做,因此,在AVD模块内部就可以得到一些测试数据的中间结果,使得传送到主机的数据量大大减少,VXI总线上的数据被大量分流,同时,主机的计算量也被DSP芯片分担,这对于缩短测试时间有重要作用。在对大规模混合信号芯片进行多片并测时,采用多片DSP并行的结构,在AVD模块内部完成大量的信号处理和测试算法,能更加显著地提高测试效率。

音频

  本方案在硬件和软件的设计上采用标准化和模块化的方法,因此架构灵活、易于升级。首先,由任意波形发生器(AWG)和音频/视频数字化仪(AVD) 为主要模块构成的多频带混合信号仪器系统具有比较完善的功能,能独立完成混合信号测试的大部分工作,对于不同频带范围的混合信号芯片测试,可以用不同的 AWG和AVD组合完成。其次,由于结构紧凑,使得信号采集和处理能在测试台本地完成,提升了信号处理能力,消除了总线冲突。再次,这种灵活的架构方便用户将各个模块作为可选件来配置测试系统,有效地降低了测试成本。另外,本方案实现了对数字信号处理库的移植和优化,提升了信号处理能力,为多芯片并行测试提供了条件。

  5 结语

  IC技术的发展,一方面提供了大量的功能强大的芯片供系统设计者选用,目前高性价比的DSP芯片不仅迎合了当今数字化浪潮,同时为设计者提供了多种低成本的选择;另一方面,大量新型芯片的出现,给芯片测试带来了新的挑战,作为电子产品数字化核心之一的混合信号芯片成为芯片测试领域的一个新的热点。本文针对国内测试设备制造业的现实情况,提出了一种混合信号测试的低成本解决方案,本文方案充分利用现有条件,遵循标准化和模块化的设计思路,解决了多种频带的混合信号测试问题,是国内现实情况下测试设备制造业的一个探索,相信会随着新技术的出现不断发展和完善。


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DSP? 多频带? 混合信号? ADC?

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