一種基于應(yīng)用模式的DSP測(cè)試技術(shù)

武乾文，奚留華，郭曉宇

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所，江蘇無(wú)錫 214035）

1 引言

TMS3206713B是TI公司的高性能DSP芯片，用于高速數(shù)字信號(hào)處理，由CPU內(nèi)核、外設(shè)以及存儲(chǔ)器3個(gè)部分組成。CPU中的8個(gè)功能單元并行工作，功能單元可以分成2組，每組由4個(gè)基本功能單元組成。CPU中具有2組寄存器，每組寄存器由16個(gè)32位寄存器組成。在運(yùn)行期間不做硬件數(shù)據(jù)相關(guān)性的檢查，運(yùn)行程序能執(zhí)行8條指令，提高芯片的處理速度，該芯片在電子測(cè)量、測(cè)控、圖像、雷達(dá)、聲納和軟件無(wú)線電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

隨著TMS3206713B[1-6]的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其在應(yīng)用、生產(chǎn)等各個(gè)階段需要多次測(cè)試以確保產(chǎn)品質(zhì)量以及開發(fā)出符合系統(tǒng)要求的電路，尤其對(duì)應(yīng)用在軍工設(shè)備上的TMS3206713B，為了控制質(zhì)量，保障裝備可靠性，集成電路檢測(cè)及篩選至關(guān)重要。在測(cè)試部分二篩DSP電路時(shí)，采用實(shí)裝測(cè)試和測(cè)試機(jī)測(cè)試兩部分，實(shí)裝測(cè)試只能對(duì)電路功能進(jìn)行測(cè)試，由于接觸等問(wèn)題有損壞電路的風(fēng)險(xiǎn)；而測(cè)試機(jī)測(cè)試由于無(wú)法給DSP電路灌入程序?qū)崿F(xiàn)其功能測(cè)試，連一些簡(jiǎn)單的VOH、VOL都無(wú)法測(cè)試?，F(xiàn)有測(cè)試方法整體測(cè)試覆蓋率不高，因此我們提出一種基于應(yīng)用模式的DSP測(cè)試方法，既能保護(hù)電路，又能實(shí)現(xiàn)電路參數(shù)項(xiàng)的測(cè)試。

2 測(cè)試儀器和測(cè)試電路

采用的測(cè)試儀器是G150及J750EX，G150測(cè)試頻率可達(dá)30 MHz，測(cè)試通道數(shù)多達(dá)512個(gè)，測(cè)試向量深度可達(dá)1 M；J750EX測(cè)試頻率可達(dá)200 MHz，測(cè)試通道數(shù)多達(dá)1048個(gè)，測(cè)試向量深度可達(dá)16 M。測(cè)試電路為TMS3206713B。

3 功能測(cè)試

3.1 TMS3206713B功能原理

DSP系統(tǒng)如圖1所示，包括電源、存儲(chǔ)器、外部接口、數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路等部分模塊。應(yīng)用DSP系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部信號(hào)的數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)及處理，利用程序指令對(duì)外部設(shè)備進(jìn)行控制操作。FLASH存儲(chǔ)器十分重要，開發(fā)有特殊應(yīng)用的DSP系統(tǒng)，必然脫離仿真器獨(dú)立運(yùn)行，需要在斷電后能夠保存程序以及初始化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。FLASH具有電信號(hào)擦除功能，成為構(gòu)建DSP應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)存儲(chǔ)器的首選。系統(tǒng)上電后，DSP自帶的引導(dǎo)程序把應(yīng)用程序從存儲(chǔ)器中引導(dǎo)到DSP應(yīng)用板上（如內(nèi)部SRAM、SDRAM等）。DSP系統(tǒng)的引導(dǎo)（BOOT）是在系統(tǒng)加電或者復(fù)位時(shí)進(jìn)行的，DSP將儲(chǔ)存在外部存儲(chǔ)器中的程序代碼通過(guò)DMA或者EDMA的方式到內(nèi)部高速內(nèi)存中運(yùn)行，既能擴(kuò)展DSP的存儲(chǔ)空間，又發(fā)揮了DSP內(nèi)部資源的效能。用戶代碼通過(guò)掩模寫入到DSP內(nèi)部ROM中，容量及價(jià)格的限制將成為問(wèn)題，不便于擴(kuò)展及升級(jí)。DSP系統(tǒng)引導(dǎo)方式并不唯一，對(duì)TMS320C6713B而言，加電后RESET信號(hào)設(shè)置為低，芯片處于復(fù)位狀態(tài)，RESET信號(hào)上升沿處鎖存住 Bootmode（HD[4∶3]）信號(hào)，即可決定芯片引導(dǎo)方式，具體如表1所示。

圖1 典型的DSP系統(tǒng)

表1 TMS320C6713B系統(tǒng)的不同引導(dǎo)方式

對(duì)HD[4∶3]管腳電平通過(guò)電阻上拉或者下拉的方法實(shí)現(xiàn)不同的引導(dǎo)模式。下面簡(jiǎn)述3種不同的引導(dǎo)模式。

（1）主機(jī)引導(dǎo)

CPU為保持狀態(tài)，其余硬件均保持常態(tài)。外部主機(jī)通過(guò)主機(jī)口初始化CPU的存儲(chǔ)空間，包括寄存器的初始化，控制EMIF以及其他外圍設(shè)備的配置寄存器。主機(jī)完成初始化工作后，將主機(jī)口控制寄存器中的DSPINT管腳設(shè)置為1，結(jié)束引導(dǎo)。CPU退出復(fù)位狀態(tài)，執(zhí)行地址0處指令。

（2）Emulation引導(dǎo)

利用仿真器設(shè)置DSPINT，CPU從地址0處執(zhí)行指令。每次操作前，仿真器在地址0處設(shè)斷點(diǎn)。

（3）EMIF引導(dǎo)

把程序代碼保存在ROM、FLASH或其他存儲(chǔ)器中，對(duì)應(yīng)著DSP的CE1空間，數(shù)據(jù)格式和系統(tǒng)一致。內(nèi)部復(fù)位時(shí)，DSP從CE1空間拷貝1 kB數(shù)據(jù)到地址0處?？芍付ㄍ獠縍OM存儲(chǔ)寬度，EMIF將相鄰的8 bit/16 bit格式的數(shù)據(jù)合并為32 bit。DSP用EDMA的加載過(guò)程是單幀數(shù)據(jù)塊傳輸。傳輸完成后CPU退出復(fù)位，執(zhí)行地址0處程序。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

TI公司TMS320C6000系列DSP電路內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，電路需要外加Flash程序存儲(chǔ)器加載程序后才能工作。如果在測(cè)試板上焊接Flash程序存儲(chǔ)器和外圍SRAM電路，DSP電路的接觸無(wú)法測(cè)試，端口驅(qū)動(dòng)能力測(cè)試也會(huì)受到影響。如何模擬外圍電路給TMS320C6000系列DSP電路加載程序和IO通信，是解決TMS320C6000系列DSP電路測(cè)試的關(guān)鍵技術(shù)。

3.3 解決方案

整合測(cè)試機(jī)測(cè)試和實(shí)裝測(cè)試在一塊測(cè)試板上完成。通過(guò)外加Flash程序存儲(chǔ)器加載程序，通過(guò)外圍SRAM電路實(shí)現(xiàn)TMS320C6000系列DSP電路的數(shù)據(jù)和地址等讀寫功能腳的測(cè)試，然后通過(guò)GPIO腳將測(cè)試結(jié)果顯示出來(lái)，同時(shí)還可以測(cè)量TMS320C6000系列DSP電路的實(shí)際工作電流等參數(shù)。先使用G150測(cè)試機(jī)驗(yàn)證此方案的可行性，然后通過(guò)移植到J750EX上實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

使用G150測(cè)試機(jī)可以將TMS320C6000系列DSP電路和外部Flash程序存儲(chǔ)器之間的程序加載過(guò)程以及和外圍SRAM電路通信的過(guò)程采集下來(lái)；然后去掉Flash和SRAM電路，通過(guò)G150模擬外部Flash程序存儲(chǔ)器給TMS320C6000系列DSP電路加載程序，模擬外圍SRAM電路和TMS320C6000系列DSP電路進(jìn)行讀寫測(cè)試，就能實(shí)現(xiàn)TMS320C6000系列DSP電路大部分端口的接觸、功能測(cè)試，以及實(shí)現(xiàn)部分直流參數(shù)的測(cè)試。

與實(shí)裝測(cè)試結(jié)果相比，該方案增加了接觸測(cè)試、電源電流測(cè)試、輸入漏電測(cè)試、輸出驅(qū)動(dòng)測(cè)試、輸出高阻漏電測(cè)試等，提高了被測(cè)試電路的可靠性，同時(shí)避免了由于放置不當(dāng)引起的電路燒毀風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 具體實(shí)施過(guò)程

圖2 6713DSK評(píng)估板

如圖2所示，通過(guò)6713DSK評(píng)估板原理圖選擇合適的器件，將SDRAM存儲(chǔ)器換成SRAM，其余電源和Flash不變，去除不必要的其他元器件，同時(shí)將電路與Flash通信的管腳連接至G150的通道，制作成了C6713的G150采集板。通過(guò)PCB制作、焊接、調(diào)試燒入程序后，在G150上采集DSP與Flash的通信過(guò)程，最后將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成J750代碼。

將G150采集轉(zhuǎn)換的代碼在J750上運(yùn)行，驗(yàn)證其能夠模擬Flash與C6713進(jìn)行通信并配置，測(cè)試了電源電流、數(shù)據(jù)、地址和GPIO端口的驅(qū)動(dòng)、漏電等參數(shù)；最后設(shè)計(jì)了老化板，并通過(guò)了7天老化試驗(yàn)，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。

期間我們使用了CCS編程C6713B的流程，完成了C6713B程序開發(fā)項(xiàng)目，還使用這套流程和方法進(jìn)行了32位BGA封裝的C6713B電路的測(cè)試和老化設(shè)計(jì)，并通過(guò)了一百多顆電路的生產(chǎn)驗(yàn)證；后續(xù)還需要通過(guò)編程其余模塊的程序，提高DSP電路的測(cè)試覆蓋率，同時(shí)將這套流程移植到其他C6000系列DSP和ADSP電路的測(cè)試程序開發(fā)上去。

圖3 6713DSK老化板電路板設(shè)計(jì)

圖4 6713DSK老化板原理圖設(shè)計(jì)

3.5 后續(xù)問(wèn)題

新的DSP測(cè)試技術(shù)主要解決了TMS320C6000系列DSP電路最小應(yīng)用系統(tǒng)下的功能測(cè)試，這也是用戶使用最多的模式。但是如果有用戶使用TMS320C6000系列DSP電路的其他功能，新的DSP測(cè)試技術(shù)并沒(méi)有覆蓋到。所以此DSP測(cè)試技術(shù)的功能覆蓋率還不是特別全面。

后期我們會(huì)通過(guò)增加測(cè)試板外圍元器件采集響應(yīng)功能模塊信號(hào)和功能模塊回環(huán)自測(cè)試等方式實(shí)現(xiàn)缺少的功能模塊的測(cè)試。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)DSP測(cè)試技術(shù)的創(chuàng)新，我們可以實(shí)現(xiàn)正向開發(fā)TI公司TMS320C6000系列DSP電路的測(cè)試代碼，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的測(cè)試，為二篩打開市場(chǎng)提供技術(shù)保證。

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