基于DSP的多頻帶混合信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)方案

　　4 基于DSP的混合信號(hào)測(cè)試方案

　　針對(duì)當(dāng)今混合信號(hào)的測(cè)試需求和國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的現(xiàn)實(shí)情況，提出一種混合信號(hào)測(cè)試的低成本解決方案，即借鑒目前國(guó)際上主流混合信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)的架構(gòu)，緊密結(jié)合中小型測(cè)試儀器的特點(diǎn)，充分利用BC3192測(cè)試系統(tǒng)的開放性和標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，采用新型高速DSP來(lái)提升多頻帶混合信號(hào)芯片的測(cè)試能力。

　　本文實(shí)現(xiàn)方案是以任意波形發(fā)生器(ArbitraryWave Generator，AWG)和音頻／視頻數(shù)字化儀(Audio／Video Digitalizer，AVD)的組合來(lái)應(yīng)對(duì)多種頻帶的混合信號(hào)芯片測(cè)試。AVD和AWG的組合可以滿足波形發(fā)生、操作和分析的需要，內(nèi)部集成高性能 DSP，能夠?yàn)闇y(cè)試和分析提供完整的DSP庫(kù)函數(shù)，因而能夠滿足混合信號(hào)的多種測(cè)試需要。

　　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(lì)被測(cè)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(guò)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(lì)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(cè)器件(DUT)所需的激勵(lì)波形。由于被測(cè)芯片種類繁多，頻帶范圍很寬，對(duì)于不同的被測(cè)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(cè)試測(cè)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(jiǎn)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(hào)轉(zhuǎn)換和調(diào)理電路、波形存儲(chǔ)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(cè)信號(hào)。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(cè)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(hào)處理庫(kù)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(cè)試算法也可以移植到DSP中來(lái)做，因此，在AVD模塊內(nèi)部就可以得到一些測(cè)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(duì)于縮短測(cè)試時(shí)間有重要作用。在對(duì)大規(guī)模混合信號(hào)芯片進(jìn)行多片并測(cè)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(hào)處理和測(cè)試算法，能更加顯著地提高測(cè)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(jí)。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(hào)儀器系統(tǒng)具有比較完善的功能，能獨(dú)立完成混合信號(hào)測(cè)試的大部分工作，對(duì)于不同頻帶范圍的混合信號(hào)芯片測(cè)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(hào)采集和處理能在測(cè)試臺(tái)本地完成，提升了信號(hào)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(lái)配置測(cè)試系統(tǒng)，有效地降低了測(cè)試成本。另外，本方案實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)字信號(hào)處理庫(kù)的移植和優(yōu)化，提升了信號(hào)處理能力，為多芯片并行測(cè)試提供了條件。

　　5 結(jié)語(yǔ)

　　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(cè)試帶來(lái)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(hào)芯片成為芯片測(cè)試領(lǐng)域的一個(gè)新的熱點(diǎn)。本文針對(duì)國(guó)內(nèi)測(cè)試設(shè)備制造業(yè)的現(xiàn)實(shí)情況，提出了一種混合信號(hào)測(cè)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(hào)測(cè)試問(wèn)題，是國(guó)內(nèi)現(xiàn)實(shí)情況下測(cè)試設(shè)備制造業(yè)的一個(gè)探索，相信會(huì)隨著新技術(shù)的出現(xiàn)不斷發(fā)展和完善。