專利名稱：基于片上系統(tǒng)soc的bist通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊及測(cè)試系統(tǒng)及利用此系統(tǒng)的測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種板級(jí)混合電路的測(cè)試模塊及測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜。普通的電子系統(tǒng)中往往包括數(shù) 字電路、模擬電路，微處理器和FPGA等可編程器件，先進(jìn)而復(fù)雜的電子設(shè)備在提高系統(tǒng)性 能的同時(shí)，也帶來(lái)了繁重的測(cè)試和故障診斷的問(wèn)題。。因此，設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該考慮測(cè)試的問(wèn) 題，這樣才能利于整個(gè)壽命周期的測(cè)試和故障診斷。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明，測(cè)試的總體原則是 將復(fù)雜的整個(gè)系統(tǒng)按功能要求分成若干子功能模塊，然后分別處理。通?？蓪⑻幚磉^(guò)程分 為兩級(jí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，前者以功能測(cè)試為手段，根據(jù)監(jiān)測(cè)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)功能模塊級(jí) 的故障定位；后者目標(biāo)則是在模塊已經(jīng)定位的基礎(chǔ)上進(jìn)一步通過(guò)路內(nèi)測(cè)試的方法，將故障 定位到元件級(jí)?，F(xiàn)代電子電路使用核心集成電路和輔助阻容元件的現(xiàn)狀，使故障診斷的實(shí) 際需要并非一定要定位到每一個(gè)阻容器件。但為了體現(xiàn)基礎(chǔ)測(cè)試模塊的通用性，則應(yīng)對(duì)其 精心設(shè)計(jì)，適當(dāng)安排功能的配置，在系統(tǒng)確有這種特殊要求時(shí)則能滿足工作的需要。當(dāng)然， 要求的檢測(cè)率和隔離率越高，則所要測(cè)量、激勵(lì)和接地的測(cè)點(diǎn)也就應(yīng)當(dāng)越多。不過(guò)，通常在 采用分塊測(cè)試之后，最終需要的實(shí)際測(cè)點(diǎn)并不一定很多，且可在需要時(shí)使用多個(gè)基礎(chǔ)測(cè)試 模塊。BIT和BIST (Build-in-Self-Test)是應(yīng)對(duì)電子電路廣泛應(yīng)用、對(duì)電子電路測(cè)試要 求不斷提高的必然趨勢(shì)。其內(nèi)涵是在被測(cè)電子功能電路中加入相關(guān)硬、軟件測(cè)試電路，用以 實(shí)現(xiàn)和提高自我測(cè)試能力的技術(shù)。采用這種技術(shù)，可由產(chǎn)品和電路設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行 測(cè)試方法的規(guī)劃，從而可以明顯簡(jiǎn)化測(cè)試步驟和對(duì)測(cè)試設(shè)備的要求、縮短測(cè)試時(shí)間、降低測(cè) 試成本。BIST是在BIT基礎(chǔ)上，將操作測(cè)試過(guò)程、處理測(cè)試結(jié)果的終端工作也放在被測(cè)電路 中實(shí)現(xiàn)，因此可以進(jìn)一步降低測(cè)試過(guò)程對(duì)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備(ATE)的依賴程度，提高獨(dú)立實(shí)施 自動(dòng)測(cè)試的能力。BIST測(cè)試由于完全依靠被測(cè)電子功能電路板內(nèi)附加的測(cè)試電路來(lái)實(shí)現(xiàn) 測(cè)試，因此與基于ATE設(shè)備的傳統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試和BIT測(cè)試相比，自然需要更多地到考慮和推敲 測(cè)試項(xiàng)目和測(cè)試內(nèi)容。數(shù)字電路和模擬電路的測(cè)試方法有很大不同，因此應(yīng)當(dāng)采用不同的測(cè)試電路和方 法。目前數(shù)字電路的實(shí)現(xiàn)已經(jīng)廣泛使用可編程邏輯器件(如FPGA、CPLD等)，它們均已支 持IEEEl 149. 1邊界掃描功能，因此可以直接使用STA400的數(shù)字邊界掃描測(cè)試方法，沒(méi)有必 要自行配置BIT的基礎(chǔ)測(cè)試電路模塊。然而，對(duì)于模擬電路則很不同，不僅不可能為諸如電 阻、電容、電感等分離元件配置模擬邊界掃描測(cè)點(diǎn)，而且就是集成電路，也根本沒(méi)有實(shí)際可 供選用的模擬元件能夠支持IEEE1149. 4。STA400是極少數(shù)可從市場(chǎng)得到的邊界掃描芯片， 盡管其多路模擬開(kāi)關(guān)的本身功能可以方便地用來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能電路和測(cè)試電路之間的切 換，其引腳的ABM也可用來(lái)連接所測(cè)電路的不同測(cè)點(diǎn)，但其價(jià)高難買(mǎi)，而且內(nèi)部開(kāi)關(guān)只能通 過(guò)500uA的電流，因此需要精心設(shè)計(jì)限流措施。
基于STA400的模擬邊界掃描技術(shù)只是通過(guò)片內(nèi)ABM為模擬被測(cè)電路提供靈活的 虛擬測(cè)點(diǎn)，系統(tǒng)還需為芯片引腳ATl和AT2提供測(cè)試激勵(lì)源和測(cè)量電路?？紤]模擬電路的測(cè) 試激勵(lì)也比數(shù)字電路要復(fù)雜得多，不但分為電壓與電流輸出，而且還可能需要輸出不同的 波形幅值，頻率。這樣，對(duì)在STA400的操作不僅需要控制JTAG接口來(lái)處理通道的切換，而且 還需要提供適當(dāng)?shù)男盘?hào)發(fā)生器和數(shù)據(jù)采集器，此外還要能夠?qū)崿F(xiàn)必要的數(shù)據(jù)處理功能。雖 然可以利用電路本身的微處理器(諸如板上DSP、單片機(jī)等)支持上述基本硬件功能，但也 仍然需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的固件管理程序來(lái)具體控制測(cè)試電路，從而對(duì)電子電路模件的設(shè)計(jì)人員 提出較高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備存在的體積大、成本高、限制電流、測(cè)試不靈 活的問(wèn)題，提供一種基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊及測(cè)試系統(tǒng)及利用此系統(tǒng) 的測(cè)試方法。基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊，它包括片上系統(tǒng)S0C、第二跟隨器、 第三跟隨器、第一模擬開(kāi)關(guān)、第二模擬開(kāi)關(guān)、電平轉(zhuǎn)換電路、激勵(lì)信號(hào)連接器和響應(yīng)信號(hào)連 接器，片上系統(tǒng)SOCl的方波信號(hào)輸出端與第二跟隨器的信號(hào)輸入端相連，第二跟隨器的 信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)的第一路信號(hào)輸入端相連，第一模擬開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端與激勵(lì) 信號(hào)連接器的信號(hào)輸入端相連，響應(yīng)信號(hào)連接器的信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入 端相連，第二模擬開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端與第三跟隨器的信號(hào)輸入端相連，第三跟隨器的信號(hào) 輸出端與電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端相連，電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端與片上系統(tǒng)SOC的 模擬信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC的第一模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)的控 制信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC的第二模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)的控制 信號(hào)輸入端相連。采用基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的測(cè)試系統(tǒng)，它包括基于片上系 統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊、串行數(shù)據(jù)通信電路和控制器，所述基于片上系統(tǒng)SOC的 BIST通用測(cè)試功能模塊包括片上系統(tǒng)S0C、第二跟隨器、第三跟隨器、第一模擬開(kāi)關(guān)、第二 模擬開(kāi)關(guān)、電平轉(zhuǎn)換電路、激勵(lì)信號(hào)連接器和響應(yīng)信號(hào)連接器，片上系統(tǒng)SOC的方波信號(hào)輸 出端與第二跟隨器的信號(hào)輸入端相連，第二跟隨器的信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)的第一路 信號(hào)輸入端相連，第一模擬開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端與激勵(lì)信號(hào)連接器的信號(hào)輸入端相連，響應(yīng) 信號(hào)連接器的信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸入端相連，第二模擬開(kāi)關(guān)的信號(hào)輸出端 與第三跟隨器的信號(hào)輸入端相連，第三跟隨器的信號(hào)輸出端與電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸入端 相連，電平轉(zhuǎn)換電路的信號(hào)輸出端與片上系統(tǒng)SOC的模擬信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC的 第一模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC的第 二模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端相連；片上系統(tǒng)SOC通過(guò)串 行數(shù)據(jù)通信電路與控制器的串行數(shù)據(jù)通信端相連?；谄舷到y(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，具體步驟如下測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)電子功能電路的連接，所述測(cè)試系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)連接器的信號(hào)輸 出端與被測(cè)電子功能電路的激勵(lì)信號(hào)輸入端相連，被測(cè)電子功能電路的響應(yīng)信號(hào)輸出端與 測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)連接器的信號(hào)輸入端相連；
控制器根據(jù)被測(cè)電子功能電路的原理圖及測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)電子功能電路的連接 關(guān)系，確定所要設(shè)置的激勵(lì)信號(hào)參數(shù)及對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器管腳，并發(fā)送所述激勵(lì)信號(hào) 參數(shù)及對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器管腳信息給片上系統(tǒng)SOC ；片上系統(tǒng)SOC根據(jù)控制器發(fā)送的激勵(lì)信號(hào)的參數(shù)信息產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，并將所述激 勵(lì)信號(hào)通過(guò)第一模擬開(kāi)關(guān)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器管腳，最后注入被測(cè)電子功能電 路；片上系統(tǒng)SOC通過(guò)控制第二模擬開(kāi)關(guān)分別采集被測(cè)電子功能電路中的每一個(gè)響 應(yīng)信號(hào)，并將采集到的相應(yīng)信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后作為測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)；片上系統(tǒng)SOCl將測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊端發(fā)送至控制器；控制器根據(jù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)計(jì)算出診斷率和隔離率。本發(fā)明提出一種可滿足小型混合電路測(cè)試的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ) 測(cè)試功能模塊，尺寸小、成本低、測(cè)試靈活方便，對(duì)激勵(lì)與采樣的要求較低，簡(jiǎn)化的測(cè)試電路 結(jié)構(gòu)，使其集中發(fā)揮通用的BIST基礎(chǔ)測(cè)試功能。本發(fā)明的BIST基礎(chǔ)測(cè)試功能模塊可以方便 地插在被測(cè)電子功能電路7中為其配置的插座上，只需占用很小的電路面積就可以實(shí)現(xiàn)測(cè) 試電路的基本功能。被測(cè)電子功能電路7往往是由多個(gè)電路模塊組成，把電路作為一個(gè)整 體來(lái)測(cè)試是比較困難，而獨(dú)立測(cè)試單一電路模塊則相對(duì)容易。這樣，應(yīng)用本發(fā)明的BIST基 礎(chǔ)測(cè)試功能模塊可以針對(duì)不同的被測(cè)電路，分別配置不同參數(shù)的不同模塊分別進(jìn)行測(cè)試。


圖1為基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為采用 基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的測(cè)試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為二階壓控 帶通濾波器測(cè)試電路界面圖。圖4為基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的一種 電路原理圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ) 測(cè)試模塊，它包括片上系統(tǒng)S0C1、第二跟隨器3-2、第三跟隨器3-3、第一模擬開(kāi)關(guān)4-1、第二 模擬開(kāi)關(guān)4-2、電平轉(zhuǎn)換電路5、激勵(lì)信號(hào)連接器9-1和響應(yīng)信號(hào)連接器9-2，片上系統(tǒng)SOCl 的方波信號(hào)輸出端與第二跟隨器3-2的信號(hào)輸入端相連，第二跟隨器3-2的信號(hào)輸出端與 第一模擬開(kāi)關(guān)4-1的第一路信號(hào)輸入端相連，第一模擬開(kāi)關(guān)4-1的信號(hào)輸出端與激勵(lì)信號(hào) 連接器9-1的信號(hào)輸入端相連，響應(yīng)信號(hào)連接器9-2的信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)4-2的 信號(hào)輸入端相連，第二模擬開(kāi)關(guān)4-2的信號(hào)輸出端與第三跟隨器3-3的信號(hào)輸入端相連，第 三跟隨器3-3的信號(hào)輸出端與電平轉(zhuǎn)換電路5的信號(hào)輸入端相連，電平轉(zhuǎn)換電路5的信號(hào) 輸出端與片上系統(tǒng)SOCl的模擬信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOCl的第一模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào) 輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)4-1的控制信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOCl的第二模擬開(kāi)關(guān)控制信 號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)4-2的控制信號(hào)輸入端相連。SOC =System On Chip的縮寫(xiě)，稱為系統(tǒng)級(jí)芯片，也有稱片上系統(tǒng)，是一個(gè)有專用目 標(biāo)的集成電路，其中包含完整系統(tǒng)并有嵌入軟件的全部?jī)?nèi)容。在測(cè)試過(guò)程中，被測(cè)電子功能電路7測(cè)試激勵(lì)信號(hào)輸入端與本發(fā)明的激勵(lì)信號(hào)連接器9-1的信號(hào)輸出端相連，用于注入激勵(lì)信號(hào)，被測(cè)電子功能電路7的測(cè)試響應(yīng)信號(hào)輸出 端與本發(fā)明的響應(yīng)信號(hào)連接器9-2的信號(hào)輸入端相連，用于采集響應(yīng)信號(hào)。片上系統(tǒng)SOCl可以選用帶有A/D轉(zhuǎn)換功能的C8051F320、C8051F342、C8051F343、 C8051F346或C8051F347型號(hào)單片機(jī)，其內(nèi)部的可編程計(jì)數(shù)器陣列(PCA)可輸出頻率高 達(dá)6MHz的頻率可調(diào)節(jié)方波；第一跟隨器3-1、第二跟隨器3-2和第三跟隨器3_3可以采用 TL084型號(hào)運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)，第一模擬開(kāi)關(guān)4-1可以采用⑶4053型模擬開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)，第一模擬 開(kāi)關(guān)4-1使BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試功能模塊工作時(shí)，可以選擇輸出的激勵(lì)信號(hào)與激勵(lì)信號(hào)連接 器9-1連通或者斷開(kāi)，當(dāng)所述模擬開(kāi)關(guān)為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，被測(cè)電子功能電路7能夠正常工作， 測(cè)試電路就不會(huì)對(duì)電路的正常工作產(chǎn)生影響；第二模擬開(kāi)關(guān)4-2可以采用CD4051型模擬開(kāi) 關(guān)實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)通過(guò)一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)采集的目的，具體電路結(jié)構(gòu)參見(jiàn)圖4。
具體實(shí)施方式
二、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的基 于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的不同之處在于，它還包括低通濾波器2和第一 跟隨器3-1，片上系統(tǒng)SOCl的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端與低通濾波器2的信號(hào)輸入端相連，低通 濾波器2的信號(hào)輸出端與第一跟隨器3-1的信號(hào)輸入端相連，第一跟隨器3-1的信號(hào)輸出 端與第一模擬開(kāi)關(guān)4-1的第一路信號(hào)輸入端相連。片上系統(tǒng)SOC內(nèi)的可編程計(jì)數(shù)器陣列(PCA)可產(chǎn)生占空比為0.4% 99. 6%可調(diào) 的PWM波，對(duì)該信號(hào)濾波，可產(chǎn)生0 3. 3V可調(diào)的直流電壓。
具體實(shí)施方式
三、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二 的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的不同之處在于，它還包括第二運(yùn)算放大器 8-2，所述第二運(yùn)算放大器8-2的信號(hào)輸入端與片上系統(tǒng)SOCl的方波信號(hào)輸出端相連，第二 運(yùn)算放大器8-2的信號(hào)輸出端與第二跟隨器3-2的信號(hào)輸入端相連。本實(shí)施方式增加的第二運(yùn)算放大器8-2用于對(duì)片上系統(tǒng)SOCl輸出的方波信號(hào)的 幅值進(jìn)行調(diào)整，即對(duì)電平的轉(zhuǎn)換，然后再傳輸給第二跟隨器3-2進(jìn)行整形后輸出給第一模 擬開(kāi)關(guān)4-1。本實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出激勵(lì)信號(hào)的電平調(diào)整的功能。
具體實(shí)施方式
四、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、 三或四的不同之處在于基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊，它還包括第一運(yùn)算放 大器8-1，所述第一運(yùn)算放大器8-1的信號(hào)輸入端與低通濾波器2的信號(hào)輸出端相連，第一 運(yùn)算放大器8-1的信號(hào)輸出端與第一跟隨器3-1的信號(hào)輸入端相連。本實(shí)施方式增加的第一運(yùn)算放大器8-1用于對(duì)低通濾波器2的輸出信號(hào)的幅值進(jìn) 行調(diào)整后再輸出給第一跟隨器3-1進(jìn)行整形輸出給第一模擬開(kāi)關(guān)4-1。本實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了 對(duì)輸出激勵(lì)信號(hào)的電平調(diào)整的功能。
具體實(shí)施方式
三和具體實(shí)施方式
四中采用增加運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)電壓的電 平轉(zhuǎn)換，滿足不同被測(cè)電子功能電路7對(duì)激勵(lì)信號(hào)電平的要求。
具體實(shí)施方式
五、結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一、二、 三或四的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的不同之處在于，它還包括第三運(yùn)算 放大器8-3，所述第三運(yùn)算放大器8-3的信號(hào)輸入端與第二模擬開(kāi)關(guān)4-2的信號(hào)輸出端相 連，第三運(yùn)算放大器8-3的信號(hào)輸出端與第三跟隨器3-3的信號(hào)輸出端相連。片上系統(tǒng)SOCl輸入電壓范圍要求在0 3. 3V之間，而被測(cè)電子功能電路7電壓 輸入的范圍為-5V 5V之間，因此通過(guò)兩級(jí)運(yùn)放將-5V 5V之間的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換到0 3. 3V之間，從而滿足片上系統(tǒng)SOCl和被測(cè)電子功能電路7電壓輸入范圍的要求。
具體實(shí)施方式
六、結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，采用基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用 基礎(chǔ)測(cè)試模塊的測(cè)試系統(tǒng)，它包括基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊0、串行數(shù)據(jù) 通信電路8和控制器6，所述基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用測(cè)試功能模塊0采用具體實(shí)施 方式一至五中任意一個(gè)實(shí)施方式所述的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用測(cè)試功能模塊，所述 片上系統(tǒng)SOCl通過(guò)串行數(shù)據(jù)通信電路8與控制器6的串行數(shù)據(jù)通信端相連?？刂破?可以采用計(jì)算機(jī)或是DSP電路實(shí)現(xiàn)，串行數(shù)據(jù)通訊電路可以采用USB通 信電路或UART通信電路實(shí)現(xiàn)。
具體實(shí)施方式
七、采用具體實(shí)施方式
六所述的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ) 測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，具體步驟如下測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)電子功能電路7的連接，所述測(cè)試系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)連接器9-1的 信號(hào)輸出端與被測(cè)電子功能電路7的激勵(lì)信號(hào)輸入端相連，被測(cè)電子功能電路7的響應(yīng)信 號(hào)輸出端與測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)連接器9-2的信號(hào)輸入端相連；控制器6根據(jù)被測(cè)電子功能電路7的原理圖及測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)電子功能電路7的 連接關(guān)系，確定所要設(shè)置的激勵(lì)信號(hào)參數(shù)及對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器9-1管腳，并發(fā)送所述 激勵(lì)信號(hào)參數(shù)及對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器9-1管腳信息給片上系統(tǒng)SOCl ；片上系統(tǒng)SOCl根據(jù)控制器發(fā)送的激勵(lì)信號(hào)的參數(shù)信息產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，并將所述 激勵(lì)信號(hào)通過(guò)第一模擬開(kāi)關(guān)4-1發(fā)送給對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器9-1管腳，最后注入被測(cè)電 子功能電路7;片上系統(tǒng)SOCl通過(guò)控制第二模擬開(kāi)關(guān)4-2分別采集被測(cè)電子功能電路中的每一 個(gè)響應(yīng)信號(hào)，并將采集到的相應(yīng)信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后作為測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)；片上系統(tǒng)SOCl將測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊端發(fā)送至控制器6 ；控制器6根據(jù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)計(jì)算出診斷率和隔離率。在進(jìn)行測(cè)試之前片上系統(tǒng)SOCl需要進(jìn)行上電復(fù)位。加上激勵(lì)后，由于電路和A/D 采樣的延遲，響應(yīng)的產(chǎn)生可能會(huì)滯后，因此需要一定的延遲時(shí)間才能讀取到響應(yīng)，在片上系 統(tǒng)SOC內(nèi)部采用計(jì)數(shù)器延時(shí)。
具體實(shí)施方式
八、本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式
七中“片上系統(tǒng)SOCl將測(cè)量結(jié)果 數(shù)據(jù)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊端發(fā)送至控制器6”進(jìn)一步說(shuō)明片上系統(tǒng)SOCl對(duì)被測(cè)電子功能電 路7產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行A/D采樣可以進(jìn)行一次或多次采樣，采用連續(xù)的多次讀取采樣數(shù) 據(jù)求平均值的方式。為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，采用連續(xù)的多次讀取求平均值的方式。連續(xù)讀取規(guī)定的 次數(shù)，如十次，完成后求均值。
具體實(shí)施方式
九、本實(shí)施方式是利用本發(fā)明的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基 礎(chǔ)測(cè)試模塊的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)二階壓控帶通濾波器進(jìn)行測(cè)試的具體實(shí)施例，需要測(cè)試二階壓控 帶通濾波器基本工作狀態(tài)，并進(jìn)行故障診斷。實(shí)際過(guò)程需要軟件支持，并在PC集成開(kāi)發(fā)環(huán) 境的支持下進(jìn)行參數(shù)配置、仿真分析、聯(lián)機(jī)調(diào)試，直至成功后最終形成參數(shù)執(zhí)行代碼，再由 BIST基礎(chǔ)模塊獨(dú)立運(yùn)行。圖3展示集成開(kāi)發(fā)環(huán)境主界面。首先，將被測(cè)二階壓控帶通濾波器電路的原理圖展示在主界面，并對(duì)被測(cè)二階壓 控帶通濾波器電路進(jìn)行分析，建立測(cè)試項(xiàng)，即確定所要注入激勵(lì)信號(hào)的測(cè)點(diǎn)及需要施加什么樣的測(cè)試激勵(lì)信號(hào)，需要測(cè)量哪些測(cè)點(diǎn)的輸出響應(yīng)，包括測(cè)量?jī)?nèi)容和范圍，然后將需要注 入激勵(lì)信號(hào)的測(cè)點(diǎn)分別與測(cè)試系統(tǒng)的9-1的信號(hào)輸出端連接，將需要采集相應(yīng)信號(hào)的測(cè)點(diǎn) 分別與9-2的信號(hào)輸入端連接；控制器6發(fā)送需要注入激勵(lì)信號(hào)的測(cè)點(diǎn)信息及相應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)的參數(shù)給片上系 統(tǒng) SOCl ；片上系統(tǒng)SOCl根據(jù)控制器發(fā)送的參數(shù)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，并通過(guò)控制第一模擬開(kāi)關(guān) 4-1將所述激勵(lì)信號(hào)發(fā)送給被測(cè)二階壓控帶通濾波器電路中相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)；片上系統(tǒng)SOCl控制第二模擬開(kāi)關(guān)4-2采集被測(cè)電子功能電路中的響應(yīng)信號(hào)，并將 所述相應(yīng)信號(hào)做A/D轉(zhuǎn)換后作為測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)；片上系統(tǒng)SOCl將測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊端發(fā)送至控制器6 ；控制器6就 被測(cè)二階壓控帶通濾波器電路中元件的標(biāo)稱值及其故障值的不同組合條件進(jìn)行仿真分析， 并在仿真過(guò)程中施加和觀察各測(cè)試項(xiàng)中所配置的內(nèi)容。仿真可以通過(guò)數(shù)學(xué)關(guān)系和電路關(guān)系 兩種方式進(jìn)行，其結(jié)果首先建立故障_征兆關(guān)系。實(shí)際應(yīng)用時(shí)可首先根據(jù)容易直接實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)條件配置測(cè)點(diǎn)和激勵(lì)信號(hào)，若依此條 件所進(jìn)行仿真分析的診斷率和隔離率計(jì)算不能滿足需要，可增加測(cè)試項(xiàng)(測(cè)點(diǎn)和激勵(lì)信 號(hào))后再重新計(jì)算。顯然測(cè)試項(xiàng)越多、則診斷率和隔離率就可能越高，直至滿足設(shè)計(jì)者需 要。此后可以回到集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的主機(jī)面，繼續(xù)運(yùn)行實(shí)際測(cè)試過(guò)程。即取得各測(cè)試項(xiàng)的實(shí) 測(cè)結(jié)果后，依據(jù)仿真分析建立的故障_征兆關(guān)系進(jìn)行診斷。當(dāng)對(duì)被測(cè)電路反復(fù)測(cè)試取得經(jīng) 驗(yàn)后，再生成最終的測(cè)試代碼，下載到BIST基礎(chǔ)模塊。這里，首先定義測(cè)點(diǎn)Tp 1、Tp2、Tp3、Τρ4、Τρ5，分別表示Ui、Ul、Uo、U+和U-。然后 直觀觀察，可考慮在帶通濾波電路的輸入處Ui加模擬激勵(lì)，測(cè)試其它4個(gè)測(cè)點(diǎn)的輸出響應(yīng)， 并通過(guò)改變交流方波的可調(diào)頻率，測(cè)得不同激勵(lì)作用下的頻率響應(yīng)。測(cè)試過(guò)程表明，模糊度越細(xì)、隔離率越高，則所需的測(cè)點(diǎn)和激勵(lì)/響應(yīng)內(nèi)容越多， 測(cè)試所需的代價(jià)也就越大。實(shí)際應(yīng)用中診斷往往并不真需要定位到每一個(gè)元件，當(dāng)然如果 真的需要定位到每一元器件，那么增加相應(yīng)的測(cè)試成本就能滿足要求。
權(quán)利要求
基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊，其特征在于它包括片上系統(tǒng)SOC(1)、第二跟隨器(3 2)、第三跟隨器(3 3)、第一模擬開(kāi)關(guān)(4 1)、第二模擬開(kāi)關(guān)(4 2)、電平轉(zhuǎn)換電路(5)、激勵(lì)信號(hào)連接器(9 1)和響應(yīng)信號(hào)連接器(9 2)，片上系統(tǒng)SOC(1)的方波信號(hào)輸出端與第二跟隨器(3 2)的信號(hào)輸入端相連，第二跟隨器(3 2)的信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)(4 1)的第一路信號(hào)輸入端相連，第一模擬開(kāi)關(guān)(4 1)的信號(hào)輸出端與激勵(lì)信號(hào)連接器(9 1)的信號(hào)輸入端相連，響應(yīng)信號(hào)連接器(9 2)的信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)(4 2)的信號(hào)輸入端相連，第二模擬開(kāi)關(guān)(4 2)的信號(hào)輸出端與第三跟隨器(3 3)的信號(hào)輸入端相連，第三跟隨器(3 3)的信號(hào)輸出端與電平轉(zhuǎn)換電路(5)的信號(hào)輸入端相連，電平轉(zhuǎn)換電路(5)的信號(hào)輸出端與片上系統(tǒng)SOC(1)的模擬信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC(1)的第一模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)(4 1)的控制信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC(1)的第二模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)(4 2)的控制信號(hào)輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊，其特征在于它 還包括低通濾波器(2)和第一跟隨器(3-1)，片上系統(tǒng)SOC(I)的脈寬調(diào)制信號(hào)輸出端與低 通濾波器(2)的信號(hào)輸入端相連，低通濾波器(2)的信號(hào)輸出端與第一跟隨器(3-1)的信 號(hào)輸入端相連，第一跟隨器(3-1)的信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)的第一路信號(hào)輸入 端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊，其特征在 于它還包括第二運(yùn)算放大器(8-2)，所述第二運(yùn)算放大器(8-2)的信號(hào)輸入端與片上系統(tǒng) SOC(I)的方波信號(hào)輸出端相連，第二運(yùn)算放大器(8-2)的信號(hào)輸出端與第二跟隨器(3-2) 的信號(hào)輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊，其特征在于它 還包括第一運(yùn)算放大器(8-1)，所述第一運(yùn)算放大器(8-1)的信號(hào)輸入端與低通濾波器(2) 的信號(hào)輸出端相連，第一運(yùn)算放大器(8-1)的信號(hào)輸出端與第一跟隨器(3-1)的信號(hào)輸入 端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4所述的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊，其特征 在于它還包括第三運(yùn)算放大器(8-3)，所述第三運(yùn)算放大器(8-3)的信號(hào)輸入端與第二模 擬開(kāi)關(guān)(4-2)的信號(hào)輸出端相連，第三運(yùn)算放大器(8-3)的信號(hào)輸出端與第三跟隨器(3-3) 的信號(hào)輸出端相連。
6.采用基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于它包括基 于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊(0)、串行數(shù)據(jù)通信電路⑶和控制器(6)，所述 基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊(0)包括片上系統(tǒng)SOC(I)、第二跟隨器(3-2)、 第三跟隨器(3-3)、第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)、第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)、電平轉(zhuǎn)換電路(5)、激勵(lì)信號(hào) 連接器(9-1)和響應(yīng)信號(hào)連接器(9-2)，片上系統(tǒng)SOC(I)的方波信號(hào)輸出端與第二跟隨器 (3-2)的信號(hào)輸入端相連，第二跟隨器(3-2)的信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)的第一路 信號(hào)輸入端相連，第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)的信號(hào)輸出端與激勵(lì)信號(hào)連接器(9-1)的信號(hào)輸入 端相連，響應(yīng)信號(hào)連接器(9-2)的信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)的信號(hào)輸入端相連，第 二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)的信號(hào)輸出端與第三跟隨器(3-3)的信號(hào)輸入端相連，第三跟隨器(3-3) 的信號(hào)輸出端與電平轉(zhuǎn)換電路(5)的信號(hào)輸入端相連，電平轉(zhuǎn)換電路(5)的信號(hào)輸出端與 片上系統(tǒng)SOC(I)的模擬信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC(I)的第一模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)的控制信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC(I)的第二模擬開(kāi)關(guān)控制信 號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)的控制信號(hào)輸入端相連；片上系統(tǒng)SOC(I)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通 信電路(8)與控制器(6)的串行數(shù)據(jù)通信端相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的測(cè)試系 統(tǒng)，其特征在于控制器(6)為PC機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊的測(cè)試系 統(tǒng)，其特征在于控制器(6)為DSP電路。
9.采用基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于所述基 于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)，它包括基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè) 試模塊(0)、串行數(shù)據(jù)通信電路(8)和控制器(6)，所述基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ) 測(cè)試模塊(0)包括片上系統(tǒng)SOC(I)、第二跟隨器(3-2)、第三跟隨器(3-3)、第一模擬開(kāi)關(guān) (4-1)、第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)、電平轉(zhuǎn)換電路(5)、激勵(lì)信號(hào)連接器(9-1)和響應(yīng)信號(hào)連接器 (9-2)，片上系統(tǒng)SOC(I)的方波信號(hào)輸出端與第二跟隨器(3-2)的信號(hào)輸入端相連，第二跟 隨器(3-2)的信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)的第一路信號(hào)輸入端相連，第一模擬開(kāi)關(guān) (4-1)的信號(hào)輸出端與激勵(lì)信號(hào)連接器(9-1)的信號(hào)輸入端相連，響應(yīng)信號(hào)連接器(9-2)的 信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)的信號(hào)輸入端相連，第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)的信號(hào)輸出端 與第三跟隨器(3-3)的信號(hào)輸入端相連，第三跟隨器(3-3)的信號(hào)輸出端與電平轉(zhuǎn)換電路 (5)的信號(hào)輸入端相連，電平轉(zhuǎn)換電路(5)的信號(hào)輸出端與片上系統(tǒng)SOC(I)的模擬信號(hào)輸 入端相連，片上系統(tǒng)SOC(I)的第一模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)的控制 信號(hào)輸入端相連，片上系統(tǒng)SOC(I)的第二模擬開(kāi)關(guān)控制信號(hào)輸出端與第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2) 的控制信號(hào)輸入端相連；片上系統(tǒng)SOC(I)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通信電路⑶與控制器(6)的串行 數(shù)據(jù)通信端相連；所述測(cè)試方法的具體步驟如下測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)電子功能電路(7)的連接，所述測(cè)試系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)連接器(9-1)的 信號(hào)輸出端與被測(cè)電子功能電路(7)的激勵(lì)信號(hào)輸入端相連，被測(cè)電子功能電路(7)的響 應(yīng)信號(hào)輸出端與測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)信號(hào)連接器(9-2)的信號(hào)輸入端相連；控制器(6)根據(jù)被測(cè)電子功能電路(7)的原理圖及測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)電子功能電路(7) 的連接關(guān)系，確定所要設(shè)置的激勵(lì)信號(hào)參數(shù)及對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器(9-1)管腳，并發(fā)送 所述激勵(lì)信號(hào)參數(shù)及對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器(9-1)管腳信息給片上系統(tǒng)SOC(I)；片上系統(tǒng)SOC(I)根據(jù)控制器發(fā)送的激勵(lì)信號(hào)的參數(shù)信息產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)，并將所述激 勵(lì)信號(hào)通過(guò)第一模擬開(kāi)關(guān)(4-1)發(fā)送給對(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)連接器(9-1)管腳，最后注入被測(cè) 電子功能電路(7)；片上系統(tǒng)SOC(I)通過(guò)控制第二模擬開(kāi)關(guān)(4-2)分別采集被測(cè)電子功能電路中的每一 個(gè)響應(yīng)信號(hào)，并將采集到的相應(yīng)信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后作為測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)；片上系統(tǒng)SOC(I)將測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)串行數(shù)據(jù)通訊端發(fā)送至控制器(6)；控制器(6)根據(jù)測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)計(jì)算出診斷率和隔離率。
10.根據(jù)權(quán)利要9所述的基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其 特征在于片上系統(tǒng)SOC(I)對(duì)被測(cè)電子功能電路(7)產(chǎn)生的響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行A/D采樣可以進(jìn) 行一次或多次采樣，采用連續(xù)的多次讀取采樣數(shù)據(jù)求平均值的方式。
全文摘要
基于片上系統(tǒng)SOC的BIST通用基礎(chǔ)測(cè)試模塊及測(cè)試系統(tǒng)及利用此系統(tǒng)的測(cè)試方法，它涉及一種混合電路的測(cè)試模塊及測(cè)試方法，它解決了現(xiàn)有的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備存在的體積大、成本高、限制電流、測(cè)試不靈活的問(wèn)題，測(cè)試功能模塊由片上系統(tǒng)SOC、跟隨器、模擬開(kāi)關(guān)和電平轉(zhuǎn)換電路連接而成。測(cè)試系統(tǒng)除包括測(cè)試功能模塊外，還包括控制器。測(cè)試方法具體如下一、片上系統(tǒng)SOC控制模擬開(kāi)關(guān)由工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換到測(cè)試狀態(tài)；二、產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)；三、對(duì)響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行A/D采樣，并存儲(chǔ)采樣結(jié)果；四、根據(jù)采樣結(jié)果的數(shù)據(jù)傳輸方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示結(jié)果；五、片上系統(tǒng)SOC控制模擬開(kāi)關(guān)測(cè)試狀態(tài)轉(zhuǎn)換到工作狀態(tài)。本發(fā)明適用于混合電路的測(cè)試。
文檔編號(hào)G01R31/3167GK101893684SQ20101010891
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者劉思久, 朱敏, 李治, 李萌, 黃輝 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)