基于FPGA的混合电路边界扫描测试系统的研究与设计

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随着集成电路设计技术的快速发展,采用传统的针床测试已经不能满足电路测试的需求。为了解决集成电路测试所面临的问题,边界扫描测试技术应运而生,该技术已成功地应用于数字电路的测试。目前,模拟信号和混合信号电路在多个领域得到了广泛应用,对它们的测试,可以使用IEEE1149.4标准,该标准为混合信号电路的可测试性设计提供了一种较好的解决方案。基于IEEE1149.4标准的混合电路边界扫描测试系统可以实现简单的互连测试和参数测试。  本文研究的混合电路边界扫描测试系统由两大部分构成,分别是混合电路边界扫描测试卡和上位机测试软件,其中,边界扫描测试卡用来驱动边界扫描测试总线、产生模拟测试激励以及采集测试响应信号;上位机测试软件用来施加测试矢量、显示和输出测试结果。本文的主要工作如下:  (1)选用Altera公司的FPGA芯片EP2C5T144C8N为边界扫描控制器,用于将计算机传来的测试指令和测试向量进行时序转换,以驱动边界扫描测试总线,并将测试向量加载到测试链路上,同时根据上位机传来的测试数据产生进行参数测试的直流、交流信号数据。  (2)选用Cypress公司的CY7C68013A芯片为USB通信接口实现与上位机进行通信,该芯片支持USB2.0标准,设计采用单字节读写和FIFO读写的方式传输数据,用于计算机和混合电路边界扫描测试卡之间的通信。  (3)选用D/A转换器DAC0832芯片、放大器LM358芯片以及小功率极性反转电源转换器ICL7660芯片完成模拟激励产生模块的设计,用于将边界扫描控制器产生的直流、交流数据转换成模拟激励信号。  (4)选用AD637芯片和A/D转换器TCL549芯片完成信号采集模块的设计,对模拟激励响应进行采样和处理并送回边界扫描控制器。  (5)在PC机上实现了上位机软件的设计,完成了测试矢量的发送、三种直流测试以及两种交流测试的设计。  最后,给出了对混合电路的一些参数的测试结果。
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