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如何调试数字硬件设计

/?? 2014年02月18日 ?? 收藏2
工程设计项目中最令人振奋的时刻之一就是第一次将硬件移到实验室准备开始集成测试的时候。开发过程中的这个阶段通常需要很长时间,也会对所有的项目工程师造成很大的压力。不过,现有的工具和方法能减轻压力,帮助推进项目进展。

让我们来看一下,如何在将设计推进到更高层面的过程中最大限度地减少可能发生的任何问题,以及如何快速顺利地通过调试阶段。

从第一天起就要设想如何进行测试

所有工程师都知道,随着开发进程的推进,修改问题的成本也会相应增加。一旦设计方案最终定型并投产,再修改引脚输出错误的成本必然高于早期设计评估时修改的成本。此外,在测试与集成方面也同样存在成本问题,越早考虑硬件、FPGA、系统等的测试问题并编写测试规范,就越便于工程设计团队考虑到必要的测试点、连接和功能性。测试的目的是确保能推出可满足用户具体要求的安全系统。因此,我们必须确保测试能体现所有要求,而功能测试则要求应能实现流程传递并可跟踪设计要求(即每个测试均应满足其所对应的需求)。

此外,对设计验证模型进行编辑也是一种非常好的做法,能详细说明测试每项功能要求的方法,如具体的测试、分析或读取方法(条件是在另一个项目上较早明确或测试了相关要求)。文档(图1)可能还涉及哪些测试需用于设计验证,以及哪些用于生产运行。在项目阶段早期即完成上述文档,可确保系统设计团队和测试设备的设计团队获得明确的基本方法。

但是,在进行功能性测试之前,设计工程师还必须确保底层硬件的正确性。他们通常需要包含电源、性能和硬件基本验证等内容的硬件级测试规范,而硬件基本验证需在功能测试之前进行。

明确需要何种测试设备以及什么样的性能非常重要,例如需要分析信号发生器和逻辑分析器是否能提供足够的存储深度和工作频率?此外,还需明确是否需要更专业化的测试设备,如任意波形生成器、高稳定性频率参考等。


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