由于國外對IC測試重視比較早，測試儀器的開發(fā)規(guī)模大、技術成熟，典型的如Credence公司的ASL系列大型測試系統(tǒng)，采用了數字信號處理技術，使IC制造商可以在單一平臺上測試所有用于消費類音頻和視頻應用的器件。我國在IC測試方面起步比較晚，雖然也研制出一些大型的具有混合IC測試功能的測試系統(tǒng)，但對多種頻率范圍的混合信號芯片測試還沒有實用化。此外，大型的測試儀器尤其是進口的測試儀器，價格非常昂貴，測試程序的開發(fā)和儀器的維護、維修費用都非常高，目前國內的測試儀市場主要集中于中、小型測試儀，因此，通過基于數字信號處理的儀器系統(tǒng)來實現(xiàn)多頻帶混合信號芯片的測試很有意義，其市場前景也非常好。目前，混合信號測試系統(tǒng)的發(fā)展方向，一個是要提高對高速和多頻帶IC的測試能力和測試效率，一個是要盡可能降低測試成本，因此，現(xiàn)今的測試系統(tǒng)必須以靈活的架構來滿足多種混合信號測試的需求。業(yè)界主流的做法是將測試系統(tǒng)進一步模塊化，通過儀器子系統(tǒng)來獨立地處理信號和輸出測試結果，并在儀器子系統(tǒng)中集成高速信號處理模塊。此外，為了提高測試效率，合理利用資源，利用同一測試系統(tǒng)做多芯片并行測試也是一個發(fā)展趨勢。
基于DSP的混合信號測試方案
針對當今混合信號的測試需求和國內同類產品的現(xiàn)實情況，提出一種混合信號測試的低成本解決方案，即借鑒目前國際上主流混合信號測試系統(tǒng)的架構，緊密結合中小型測試儀器的特點，充分利用BC3192測試系統(tǒng)的開放性和標準化結構，采用新型高速DSP來提升多頻帶混合信號芯片的測試能力。
本文實現(xiàn)方案是以任意波形發(fā)生器(ArbitraryWave Generator，AWG)和音頻／視頻數字化儀(Audio／Video Digitalizer，AVD)的組合來應對多種頻帶的混合信號芯片測試。AVD和AWG的組合可以滿足波形發(fā)生、操作和分析的需要，內部集成高性能 DSP，能夠為測試和分析提供完整的DSP庫函數，因而能夠滿足混合信號的多種測試需要。
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，可以產生可修改的復雜波形，具有激勵被測器件所需的定時功能。 AWG作為VXI儀器系統(tǒng)的一個模塊，通過標準化的接口模塊與資源控制器通信，當需要產生激勵波形時，資源控制器發(fā)送命令和參數到AWG模塊，AWG模塊采用高速DSP芯片作為主處理器，DSP與波形定時器和控制邏輯一起完成任意波形的產生，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，采用的定時器和控制邏輯都不盡相同，而且，隨著電子技術的發(fā)展，頻率合成技術已經廣泛應用到測試測量領域，采用數字頻率合成(DDS)專用芯片使得電路更加簡潔可靠，因此，任意波形發(fā)生器的設計也更加容易，其抗干擾能力和精度都更加容易保證。
音頻／視頻數字化儀如圖2所示，主要由信號轉換和調理電路、波形存儲器、DSP、控制邏輯和接口電路等組成。AVD可以設計多個通道，每個通道擁有獨立的硬件資源，可以捕獲各種頻帶的被測信號。同樣，AVD也是一個標準化的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。AVD模塊中包含一個高速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，諸如FFT、數字濾波器等任務都可在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模塊內部就可以得到一些測試數據的中間結果，使得傳送到主機的數據量大大減少，VXI總線上的數據被大量分流，同時，主機的計算量也被DSP芯片分擔，這對于縮短測試時間有重要作用。在對大規(guī)模混合信號芯片進行多片并測時，采用多片DSP并行的結構，在AVD模塊內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計上采用標準化和模塊化的方法，因此架構靈活、易于升級。首先，由任意波形發(fā)生器(AWG)和音頻／視頻數字化儀(AVD) 為主要模塊構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，由于結構緊湊，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，這種靈活的架構方便用戶將各個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，本方案實現(xiàn)了對數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。
