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STE相比于之前的AMTE/MTE主要特点有哪些

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 STE相比于之前的AMTE/MTE主要特点有哪些？ vango验证和出货生产芯片的测试原理和基本方法是什么？ 0
2021-11-12 06:00:16　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 50 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 44 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 42 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 41 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 40 个回答。邀请回答 hjfjsdgfjdsf 该类别下有 37 个回答。邀请回答 werywer 该类别下有 35 个回答。邀请回答 h1654155957.9520 该类别下有 35 个回答。邀请回答 fdjslkjd 该类别下有 35 个回答。邀请回答 uvysdfydad 该类别下有 35 个回答。邀请回答维生素B2 该类别下有 34 个回答。邀请回答凤毛麟角该类别下有 34 个回答。邀请回答 jenny042 该类别下有 34 个回答。邀请回答 dfzvzs 该类别下有 34 个回答。邀请回答刘洋该类别下有 33 个回答。邀请回答 meihuacg 该类别下有 33 个回答。邀请回答 hfgdzc 该类别下有 33 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 33 个回答。邀请回答河南顺之航该类别下有 32 个回答。邀请回答 wenminglang 该类别下有 32 个回答。邀请回答举报史晓明相关推荐 • ZLG MCU的主要特点有哪些？ZLG MCU有哪些功能？ 1311 • 请问下TB67B000AHG驱动器IC有哪些主要特点？ 1746 • STM32CubeIDE的主要特点有哪些 1539 • IAR静态分析工具的主要特点有哪些 1372 • GC5958是什么？GC5958的主要特点有哪些呢 2492 • PMM一体化伺服电机的主要特点有哪些 1184 • GUTOR不间断电源的主要特点是什么？ 3366 • AD8302的主要特点有哪些？AD8302有什么典型应用？ 2411 • S-195系列大电流LDO线性稳压器的主要特点有哪些 1694 • DM9000A的主要特点和工作原理是什么？ 1910 2个回答

1.    引言

1.1.  目的

随着本公司的发展，芯片无论是在功能上还是封装上都越来越多，为了改善以前的做法，摆脱每种芯片都需要做一个相应的测试和验证平台，现提出统一万高公司所有测试和验证平台，最终达到整个公司的所有测试和验证都能在该平台上实现，软件也统一起来，方便维护。
STE（super AMTE）就是这个平台。集成vango chip全部测试方法和验证方法。
相比于之前的AMTE/MTE主要特点有：
1、硬件统一，只有一个系统底板，大大方便硬件管理；硬件模块化，方便硬件模块问题的查找，并且方便STE和生产测试平台的开发，其他平台都是此平台的子集；
2、软件的统一和模块化，验证和测试软件统一，只需要维护STE一套软件程序；软件结构使用Linux，代码风格统一，方便管理；
3、可用于芯片分析性验证和测试；
4、有需要的功能程序都可以放到PC或者触摸屏上，实现自定义验证和测试，自定义数据分析等功能；
5、是一个硬件资源丰富的IC验证开发板，方便新产品的前期开发；
6、节约以后开发测试和验证平台的成本等。
1.2.  参考资料

1.3.  使用范围

此文档适合所有与STE、测试、验证相关的人员阅读。
1.4.  术语介绍

STE：Super Automatic &Manual Test Equipment。
Target：被测芯片、目标芯片。
ARM11：该平台上使用S3C6410芯片
STM32：特指STM32F103ZET6
2.    测试方法简介

此节介绍vango 验证和出货生产芯片的测试项、测试原理和基本方法。
2.1.  数字测试

测试项	测试项名	测试目标与基本原理	基本方法
Design For Testability	DFT	测试Target的数字功能是否完整；	Target的DFT管脚与ARM11相连，使用ARM11进行扫描测试
存储单元	RAM	同一单元的读写比较判断	1 同一单元写入0和写入1; 2、不同单元间的互相串扰； 3、地址译码逻辑可能的错误； 1. 将所有字节写入0xAA； 2. 依次读出，应当都为0xAA； 3. 将所有字节写入0x55； 4. 依次读出，应当都为0x55； 5. 按照顺序依次循环写入0x00～0xFF； 6. 依次读出，应当为0x00~0xFF； 7. 按照顺序依次循环写入0xFF~0x00 8. 依次读出，应当为0xFF~0x00。
计量RAM	RAM	同上	同上
寄存器	REG	同上	同上
FLASH	FLASH	写入读出对比	ISP下载，用CRC检验
MCU指令集		测试SOC的CPU是否完好	Target运行一段程序，判断是否正常
通信测试	IIC,UART,SPI, ESAM	测试通信功能是否正常	STM32和Target通信或Target与其外围器件通信(如IIC)
GPIO	IO	Target的GPIO与STM32的GPIO直接相连进行测试	Target的每一个GPIO都需要进行测试。测试包括：每个GPIO能正常输出数据、读取数据、禁止或使能输入输出和不同GPIO的相互干扰等
看门狗	WDT	看门狗复位测试	测试过程中停止喂狗操作，看门狗是否复位，并判断相应标志位。
实时时钟	RTC	测试RTC的所有功能与数据手册描述是否一致	设置时间为一年的最后一秒，等待一段时间，判断年月日走时是否正常，能否RTC休眠唤醒，RTC中断，RTC误差校准等
中断	IRQ		主要验证和测试中断能否响应，中断标志能否正常置起
晶振快速起振	OSC	晶振的振动是物理振动，压电转换后为电信号	STE硬件输出32.768Hz频率的方波，与Target的晶振输入脚相连进行测试。

2.2. 模拟测试

测试项	测试项名	测试目标与基本原理	基本方法
LDO	LDO33 DVCC	模拟量的测试通过ADC实现	ADC测这些脚的输出电压
基准电压	Ref	同上	同上
正常功耗	Power	P=U2/R,U通过ADC获得	测量串联在Target电源输入端电阻两端的电压，进行换算或不换算，判断是否在一定范围内
休眠功耗	Sleep_Power	同上	休眠功耗较小，串联电阻相对较大
LCD驱动器	LCD	LCD驱动为动态驱动 LCD的输出是电平信号，模拟量，要AD测每一个LCD输出	使用模拟开关动态选择SEGx和COMx脚进行相应测试

2.3. 计量测试

测试项	测试项名	测试目标与基本原理	基本方法
计量电流值	IA,IB	Target的计量功能	外部输入50Hz(60Hz)信号源，开启Target的计量功能，读计量相应寄存器的值，并判断是否在一定范围内
计量电压值	UM,UP	同上	同上
计量脉冲	CF,SP	同上	外部输入50Hz(60Hz)信号源，开启Target的计量功能，用STM32捕获计量脉冲输出频率
信噪比	SNR	测试Target的计量性能	关闭外部输入信号，即输入0电平，开启Target的计量功能，读计量相应寄存器的值，ARM11做FFT分析
计量M通道	M0/M1/M2/BAT	Target的计量功能	外部输入直流信号源，开启Target的计量功能，读计量相应寄存器的值，并判断是否在一定范围内

3.    系统设计

整个系统主要由ARM11模块、STM32模块、Target接口模块和Socket模块共四部分组成，其中Socket是插在Target上的，中间可能还有转接板，图中未画出。

图1 系统结构图
3.1.  ARM11部分

ARM11选用目前市面上主流的S3C6410作为主控制器。软件运行在Linux系统上，硬件资源如下：
1、1个复位按键，2个大按键，3个独立普通按键
2、1个后备电池
3、JTAG下载口
4、1个8位拨码开关，选择ARM11启动模式
5、1个UART，已使用232电平转换
6、1个EEPROM,使用芯片24C512
7、1个SD卡座
8、1个USB接口
9、1个蜂鸣器
10、1个WIFI模块接口
11、1个网口，使用芯片DM9000AE
12、3个LED指示灯
13、4.3’触摸屏接口
14、20个扩张IO口，包括2个UART,4个ADC，1个I2C,2个SPI
3.1.1. ARM11与STM32

ARM11与STM32通信使用UART，可以编写一套协议完成命令和数据的传输。另外ARM11扩展了4个普通的GPIO与STM32连接，方便其他应用扩展。ARM11连接STM32的BOOTx和RSTN等，可以方便控制STM32的启动模式和复位。
3.1.2. ARM11与Target

ARM11与Target之间的连接主要有3个模块，第一是将Target的Type0-Type8与ARM11的IO相连接，来读取Socket的版本信息；第二是将Target 的DFT相关IO与ARM11连接，以使用ARM11测试Target的数字功能是否完整；第三是将Target 的SNR相关IO与ARM11连接读取SNR码流。
3.1.3. ARM11外围设计

ARM11作为主控运行Linux，对于Target主要完成DFT、SNR的测试和版本信息读取；对于STM32主要通过UART来收发命令控制STM32测试Target；对于PC机来说，主要是通过USB、SD卡或者WIFI模块等与PC进行信息交换，同时ARM11上挂载了1个触摸屏，可以直接使用触摸屏来进行人机交互。
3.1.3.1.    人机交互

1、1个4.3’触摸屏，ARM11可以将处理后的数据显示到屏幕上，方面用户观看，也可以使用触摸功能，将用户需要输入给ARM11的信息通过该触摸屏输入。
2、1个USB接口，该USB接口直接使用ARM11自带的USB功能，支持USB2.0协议，使用mini-USB插座，可与PC连接。可以方便的将ARM11测试的数据上传到PC上，同时也能将PC机的文件拷贝到ARM11上。
3、SD卡，ARM11验证测试的数据都可以以文件的方式写入SD卡中，测试完Target的所有项后，可以将SD卡拆下，插入PC机读出观察和分析。
4、独立按键，板载了2个大按键和3个普通独立按键，用户在一些时候可以使用，比如按下其中选定的按键开始整个芯片的测试。
5、WIFI模块，板载了一个WIFI接口，插上WIFI模块即可使用WIFI功能与PC机或者服务器通信，进行ARM11与他们的信息交换，这个还可以做成远程控制功能。
6、蜂蜜器，板载上有一个蜂鸣器，高电平有效，可以在测试有错误或者警告时鸣叫提示，防止在工作场合太吵，在电路上设计可以断开蜂鸣器，只让与其并联的LED指示状态。
7、一个100M网络接口，本板子上采用DM9000AE，带连接和传输指示灯。
8、一个UART，该UART使用ARM11的COM0，并且底板上使用232芯片转换过电平，直接插上串口接口线即可通信，PC机与ARM11信息交换也可以使用该UART。
9、板载上设计有3个LED灯，使用的都是红色灯，以方便与STM32或者Target部分的LED灯颜色区别，这些LED等可以使用来指示验证和测试状态，也可以来辅助调试系统底板。
3.1.3.2.    存储模块

现代的设备存储介质是必不可少的，系统ARM11部分使用到的存储介质包括：
1、ARM11最小系统板上配置1G Bytes NAND FLASH，型号为K9G8G08U0A，主要用于存放内核代码、应用程序、文件系统和数据资料。还配置256M Bytes Mobile DDR存储器，使用两片SamsungK4X51163PC芯片，DDR数据传输总线频率可达266MHz。
2、SDHC卡，用于存储测试和其他相关数据，DFT向量文件的下载，也是通过ARM11从SD卡读出再写到ARM11自身内存中。
3、EEPROM，用于存储少量不太需要变更的信息和数据，如校正数据等，使用24C512芯片。
3.1.3.3.    ARM11核心板

ARM11核心板是ARM11运行的最小系统，核心板直接使用模块，但是需要在该核心板扩展一些外设，扩展外设如下：
1、一个ARM11复位按键，核心板上也设计了复位芯片，因此底板上只需要一个轻触按键拉低即可实现复位功能。
2、后备电池，使用的是CR1220电池，在系统正常供电时候，ARM11、STM32和RTC芯片DS3231由3.3V系统电源供电，在系统掉电时候，这些模块有后备电池供电。
3、JTAG下载口，通过该接口给ARM11下载程序。
4、8位拨码开关，S3C6410处理器支持NAND FLASH、NOR FLASH和 SD卡等多种启动方式,通过
系统上电时配置引脚的不同状态来确定相应的启动方式。通过不同的拨码编码来选择ARM11的启动方式，如下图所示：

图2 ARM11配置拨码开关选择启动方式
3.2.  STM32和外围设计

STM32不跑系统，因为STM32资源丰富，因此Target除了DFT/SNR/Type外，其他的所有测试项都使用STM32配合测试完成，比如I2C、UART、ESAM、GPIO、LCD、RTC、INT、TIMER、计量、功耗和休眠唤醒等。硬件资源如下：
1、1个复位按键，2个独立普通按键
2、1个SW下载口
3、BOOT启动方式选择
4、1个8位拨码开关，选择STM32的工作方式
5、1个SD卡接口
6、1个RTC实时时钟芯片
7、3个LED指示灯，桔色
8、1个温度传感器TMP275
9、1个串行Flash芯片W25Q80BV
10、4个移位锁存器
11、正弦和直流信号产生电路
12、2路可调电源,1路可调备用电源
13、1个ADC芯片ADS8332
14、STM32全部IO引出
3.2.1. 人机交互

人机交互是用户与单片机的交流桥梁，STM32部分的人机交互包括如下：
1、2个独立按键，按键可以辅助系统底板关于STM32的调试，在实际测试和验证时也能用于辅助输入。
2、3个LED指示灯，用于指示STM32程序运行状态，也可以用于辅助调试。
3、一个8位拨码开关，可用于编码实现STM32的不同工作状态。
3.2.2. 存储介质

STM32拥有64kSRAM和512kFlash的存储容量，Target的大部分功能都是STM32测试的，程序本身和处理数据大，对于一些能够放在其他存储介质上的数据可以不存储STM32自身的存储介质，因此，在外围扩展了1块串口Flash和一个SD卡接口，方便讲验证和测试数据存放其中。
3.2.3. 信号发生

信号发生采用一块8输出的DAC芯片，后面加8路滤波电路实现，用于产生计量测试用的信号。
使用STM32的SPI接口控制DAC输出信号，再经由RC滤波得到需要的4路正弦信号和4路直流信号，这种方式产生的信号在频率和幅度都在一定范围内可调，最后输出到Target的信号会返送给STM32的ADC采集达到闭环调整和校正计算。
3.2.4. 可调电源

用于在测试验证过程中，观察某一量在Target电源电压连续变化而引起的变化。
使用STM32的SPI接口控制一个DAC芯片，产生二路数字可调的电源，电压0~6.5V，步进小于5mV，电流大于50mA；一路电源输出端用较小阻值电阻，用于测试正常功耗，另一路输出端接较大阻值电阻，用于测试休眠功耗。同时，输出到target的电源输入端，接到STM32的ADC，对电源做闭环调整和校正计算。
3.2.5. 后备电池

底板上的ARM11、STM32、RTC时钟芯片在系统掉电后都使用纽扣电池供电，以达到相应芯片功能的正常走时等，特别是对于DS3231芯片，对于Target的RTC达到校正和误差计算。
3.2.6. 温度传感器

底板上STM32部分集成了一个温度传感器TMP275，使用STM32的I2C总线控制，主要在测试Target的RTC校正，该温度传感器是一个精度为 0.5°C、两线制、串行输出温度传感器，读取温度的分辨率能够达到 0.0625°C。
3.2.7. RTC时钟

底板上STM32部分集成了一个RTC时钟芯片DS3231，使用STM32的I2C总线控制，主要在测试Target的RTC校正。
3.2.8. 移位锁存器

STM32选择的是144脚的封装，可用的IO一共112个，系统外设接口众多，造成STM32如此多的IO仍然不够使用，考虑到有很多信号只需要输出，且不经常操作，这样的信号可用选择移位寄存器来控制，于是在底板上增加了4颗移位寄存器芯片MC74HC595AN，使用它来控制一些片选型号和LED等控制信号等。
3.2.9. STM32最小系统

STM32最小系统外围是使用两颗晶振、一个复位按键和一个SW下载口组成。SW下载口只需要3根线，节省了IO口资源，复位电路使用RC搭建的，BOOT脚引出使用短路帽选择STM32的启动方式。值得注意的是复位信号和BOOT信号还可以使用ARM11控制，以达到更好的灵活性。
3.3.  Target接口部分

Target接口是Socket部分的插座，以排针的方式呈现。外围硬件资源如下：
1、1个EEPROM芯片，24C512
2、10个8通道模拟开关
3、数字模拟功耗测试电路
4、两路可调电源供给，一路备用可调电源
5、1个JTAG下载接口
6、Target全部IO引出
3.3.1. EEPROM

底板上挂载了一颗EEPROM芯片，信号为24C512，主要是用于Target的I2C验证和测试。
3.3.2. 两路可调电源

通过STM32的SPI控制一颗DAC芯片，在经由一个运放输出两路可调电源，主要是给Target供电，这是Vango Chip的总电源接口。可调电源能够测试和验证芯片在不同工作电压下的功能与性能。
3.3.3. 模拟开关

Target的LCD部分通过模拟开关的选择，然后与STM32的ADC连接，然后测试LCD的正确与否。还通过模拟开关将Target的UART、第三功能选择给STM32的UART和定时计数器等。该底板中选择的模拟开关芯片ADG1408和ADG1409，他们的导通电阻很小，对于信号上升时间和下降时间影响不大。
3.4.  Socket部分

Socket部分是安放芯片（Target）的模块，不只是有socket，板上会有芯片正常工作的晶振、电源去偶电容等。
一般情况下，一种封装的芯片，只要一个Socket部分就可以了，只需要按照底板上相应功能，将芯片的对应功能制作出一块Socket即可。
3.5.  系统电源部分

系统主电源统一9V直流输入，方便使用管理，后面再稳压输出7V、5V、3.3V，分别供给其他部分，其中WIFI模块使用单独的3.3V电源。

2021-11-12 11:00:47 评论

孙洪山

答案对人有帮助，有参考价值 0 4. 系统硬件设计 4.1. 硬件总体框架任何一个系统都需要一个稳定可靠的硬件平台支持，STE的硬件平台主要由ARM11+STM32+Target+Socket组成，由于原理图较大，在此不贴完整原理图，请到SVN下载后使用Altium Designer 09打开，SVN路径如下： 4.2. 硬件模块化 4.2.1. 系统电源电源是一个系统的能量供给，电源的稳定性和纯净性对后级电路有着极大的影响，STE的电源使用DC-9V输入，经过开关电源转换为7V，然后经过一个LDO芯片转换为5V，在之后经过两个LDO芯片转换出两个3.3V，一个给整体系统3.3V供电，另一个专门为WIFI模块供电。 4.2.1.1. 9V电源图3 9V电源电路上图为9V电源电路，P_P1为9V充电器接口，需要外界一个9V电源，要求改9V电源允许的电流大于1A。P_K1为自锁开关，控制整个系统的电源开关。P_D1为一个肖特基二极管SS12，防反插的。电容P_C1和P_C2是滤波电容。P_L1是自恢复保险丝，限流1A。P_R1和P_LED1组成电源指示电路，P_LED1亮表示上电，熄灭代表断电。最后在自恢复保险丝的右得到接近9V的电源。 4.2.1.2. 7V电源 7V电源是将刚刚得到的9V电源作为输入，该电路原理图如下：图4 7V电源电路该电路选择一块DCDC芯片MP2359，这是一个标准的开关电源电路，输出电压为Vout=0.8(1+(P_R4/P_R3)，可以通过调整P_R3与P_R4来调整输出电压。 4.2.1.3. 5V电源图5 5V电源电路该电路是使用一款LDO稳压芯片LM2940-5.0V来实现的，这是一颗低压差的稳压芯片，将刚刚得到的7V电压转换成5V电压。 4.2.1.4. 3.3V电源图6 3.3V电源电路该电路是将5V电压转换成两个3.3V电压，上面电路是给整个系统板的3.3V提供电压，比如STM32芯片、ARM11核心板等，下面一个3.3V是专门给WIFI模块供电的。 4.2.2. ARM11主控 4.2.2.1. ARM11核芯板插座图7 ARM11核心板插座电路上图是ARM11核心板插座电路，实质上就是4个双排底座，将买来的ARM11核心板插上即可，值得注意的是，为了提高系统的稳定性将5V和3.3V电源输入都使用了LC滤波处理。 4.2.2.2. ARM11复位电路图8 ARM11复位电路 ARM11的复位电路在STE的底板上只需要一个轻触按键接到地，ARM11的核心板上有一个MAX811复位电路控制芯片，这样的复位电路更少发生误触发。 4.2.2.3. 后备电池图9 后备电池 STE系统中多处需要后备电源，比如DS3231芯片、STM32芯片和S3C6410，在系统电源断开时，可以使用该后备电池供给，当系统电源正常供电时，上述部分就由系统3.3V电源提供。在上述电路中M_J1是一个短接点，用于确定后备电池是否工作，M_BAT1是一个CR1220的一个纽扣电池，M_D1和M_D2用于选择选择CR1220还是系统3.3V为后备部分供电，M_R9和M_C3组成RC低通滤波，是后备电池供电更纯净。 4.2.2.4. JTAG下载接口图10 JTAG下载接口图是ARM11的JTAG下载接口，使用20Pin简易牛角座。S3C6410处理器设计JTAG接口用来访问ARM11内核或片内设备，可通过M_JTAG_SBGSEL信号进行配置选择，M_JTAG_SBGSEL信号为高电平时，JTAG接口连接处理器外设，M_JTAG_SBGSEL信号为低电平时，JTAG连接访问ARM11内核进行代码调试，这个信号可用使用M_J3跳线选择。 4.2.2.5. ARM11模式选择图11 JTAG下载接口 S3C6410处理器支持NAND FLASH、NOR FLASH和 SD卡等多种启动方式,通过系统上电时配置引脚的不同状态来确定相应的启动方式。STE底板上通过配置拨码开关M_SW1选择启动方式，如下图所示: 图12 ARM11启动方式选择 M_MODE_OM0信号为S3C6410芯片时钟源选择信号，当M_MODE_OM0信号为低电平时选择XTlpll；当M_MODE_OM0信号为高电平时选择EXTCLK。STE底板使用XTlpll，所以M_MODE_OM0直接下拉接地。 M_MODE_SELNAND信号用来选择系统FLASH存储器类型，当选择NAND FLASH时必须为高电平,选择ONENAND存储器时为低电平,STE底板使用NAND FLASH存储器，所以这里直接上接为高。 M_MODE_EINT13- M_MODE_EINT15为IROM启动方式设备选择引脚，当使用IROM启动方式时，S3C6410处理器首先运行片内ROM固化程序，读取M_MODE_EINT15、M_MODE_EINT14、M_MODE_EINT13三个端口引脚状态，再根据本配置的不同状态，从而选择不同的设备启动。 M_MODE_OM1- M_MODE_OM4信号为S3C6410处理器启动方式配置引脚。 4.2.2.6. ARM11引出IO ARM11核心板引出了320个GPIO，除了与Target、STM32和自身外围器件连接暂用外，还有很多空余的GPIO口，为了ARM11更灵活的使用，在STE底板上引出了20个可用GPIO，并将系统电源5V、3.3V和GND引出，引出的20个Pin包括2个UART、4个ADC、1个I2C、1个DAC、1个PWM和2个SPI接口，这些接口可用扩展它用，在原理图中能够看到将引出的2组SPI信号全部上拉，是信号更加稳定。以上引出的信号是以排针接口实现，这样更加方便与STM32和Target的接口相连接，实现一些想要的功能，比如可以将ARM11的UART与Target相连接，实现ARM与Target的直接通信。图13 ARM11引出IO 4.2.2.7. ARM11与PC通信UART 图14 ARM11引出IO STE底板上专门设计了一个UART与PC机通信，ARM11的COM0通过MAX202E芯片电平转换，设计一个DB9母头接口，在使用时候只需要一根DB9公头线即可将ARM11与PC完美连接，定一套协议即可实现完美通信。 4.2.2.8. EEPROM 图15 EEPROM ARM11外围扩展了一颗EEPROM芯片，型号为24C512，可以将一些数据存与该EEPROM中。上图中M_C33是电源耦合，也能达到稳压滤波作用，M_84和M_85来那个电阻是充分考虑电磁干扰设计的，M_R82和M_R83是两个上拉电阻，这两个电阻必须加，因为EEPROM的SDA和SCL是开漏输出的。 4.2.2.9. USB接口图16 USB接口该电路是ARM11的USB电路，实现ARM11与PC机之间的USB通信，以达到信息交换的目的。该USB接口采用扁口USB-MINI，USB通信速度很快，造成高频干扰大，电路中采取了一系列措施，比如5V的LC滤波处理，数据线M_USB_DN和M_USB_DP的抗干扰电阻M_R39和M_R40，这两个信号线都采用了下拉，M_R43和M_R46两个电阻实现，同时还可以通过PMOS管2SJ355选择USB工作与否，当M_USB_ctr低电平是，USB正常工作，反之，USB停止工作。 4.2.2.10. SD接口图17 SD接口该SD接口，插上SD卡后组成SD卡电路，主要是将验证和测试的数据存放其中，也可以将DFT文件线拷贝进SD卡，再使用ARM11读入其内存中，进行DFT测试。电路中使用四线SD卡接口，支持SD Memory规格2.0协议和SDIO规格1.0协议。作为SD Memory可以支持8G SD存储卡。上图中M_R60和M_C30组成M_SD_CD信号的低通滤波器，该电路的M_SD_D0、M_SD_D1、M_SD_D2、M_SD_D3、M_SD_CK和M_SD_CMD信号都上拉了，SD电路的电源可以使用M_SD_ctr信号控制，当M_SD_ctr信号为低电平时，M_Q3导通，系统的3.3V电源给SD卡电路供电，SD卡可以正常工作，当M_SD_ctr信号不为低电平时，M_Q3截止，SD卡电路不工作。 4.2.2.11. 蜂鸣器电路图18 蜂鸣器电路上图是ARM11的蜂鸣器电路，主要使用在进行Target验证或测试，出现错误或警告时鸣叫。在电路设计是充分考虑人性化，M_J6是一个短路帽，当短接时蜂鸣器正常工作，在工作场所觉得太吵，就可断开M_J6，蜂鸣器停止工作，此时只有M_R42和M_D3组成的指示灯电路工作。上图中当M_BUZZER信号为高电平时，M_Q1导通，此时M_D3指示灯亮，如果M_J6短接上，蜂鸣器也会鸣响，反之则指示灯不亮，蜂鸣器也不鸣响。 4.2.2.12. WIFI/SD 图19 WIFI/SD模块接口电路该电路是为了使STE平台能够将验证和测试数据以无线方式传到PC机或服务器等网络上而设计的，在STE底板上只设计了一个WIFI/SD模块的插座接口，可连接WIFI模块，该接口与SDCARD1卡座使用同一路信号，可以通过连接飞凌公司的WIFI模块，来实现WIFI上网等功能，除此之外，用户也可以使用该接口扩展SD卡座，实现双SD卡的功能。在底板上WIFI的所有信号线都采取了上拉处理，电源采用了LC滤波处理，使得信号更加稳定可靠。 4.2.2.13. 以太网模块图20 以太网模块电路上图电路是RJ45插座设计原理图(左)和DM9000AE设计原理图(右)。在设计时STE底板上集成一个100M以太网接口，通过DM9000AE芯片来扩展。在WINCE开发过程中，以太网接口可以用来连接PC机下载WINCE镜像；在Linux的系统开发时，可以用来挂载NFS网络文件系统。使用时，需通过交叉网线直接连接PC机，也可以使用直连网线连接交换机或路由器。DM9000AE中断信号使用S3C6410处理器中断EINT7信号。网口插座采用RJ45插座，内置变压器。 4.2.2.14. 按键与LED 图21 按键与LED电路 STE的ARM11模块设计了2个大按键、3个普通轻触按键和3个LED指示灯，2个大按键用于整个STE系统的启动和停止验证测试，3个普通轻触按键和3个LED指示灯是用于调试的。这5个按键信号都是低电平有效，按键上的对应电容目的是硬件上去除干扰，电阻是上拉作用。3个LED灯M_D4是一个红色直插大LED灯，用于STE验证和测试时出现错误或警告时指示用，另外两个LED是贴片封装，用于调试。 4.2.2.15. 4.3’触摸屏接口图22 4.3’触摸屏接口电路该部分是4.3’触摸屏接口电路，使用40Pin 0.5mm间距的接口，触摸屏使用飞凌4.3’尺寸的，直接使用软排线连接上即可。可以使用触摸屏来显示验证或测试信息，也可以触摸传入到ARM11中进行交互处理。 4.2.3. STM32从控制器 4.2.3.1. STM32最小系统图23 STM32最小系统图是STM32的最小系统，包括电路有1颗STM32F103ZET6芯片，1个SW下载接口，BOOT0和BOOT1启动方式选择接口，复位电路和晶振电路，其中还有一个后备电池电路见ARM11部分。STM32是一颗资源丰富的芯片，具有 64KB SRAM、 512KBFLASH、 2 个基本定时器、 4 个通用定时器、 2 个高级定时器、 3 个 SPI、 2 个 IIC、 5 个串口、 1个 USB、 1 个 CAN、 3 个 12 位 ADC、 1 个 12 位 DAC、 1 个 SDIO 接口、 1 个 FSMC 接口以及112 个通用 IO 口。在STE平台上Target除了DFT、SNR、Type外，其他的所有功能都有该芯片完成，可见其功能强大。 4.2.3.2. STM32工作模式选择图24 STM32工作模式选择该电路是STM32的工作模式选择，使用8位拨码开关完成，这8个信号都使用了上拉电阻，在拨码开关导通时，对应信号为低电平，拨码开关断开时，则由上拉电阻将对应信号上拉到高电平。注意该拨码开关信号在STM32上与Target的SEG17-SEG24共用IO。 4.2.3.3. SD卡接口图25 SD卡接口该SD卡接口与ARM11中的SD卡接口相似，请参考ARM11中SD卡接口部分。在此需要说明的是该SD信号没有加上拉电阻，还有V_SD_Ctrl信号为低电平时候，SD电路正常工作，反之，SD电路停止工作。值得注意的是该SD卡会占用STM32的两个UART，如果使用SD卡时，就不能使用这两个被占用的UART。 4.2.3.4. 引出IO口图25 引出IO STE平台上将STM32的全部IO引出，以增加STE的灵活性。引出方式是在STM32芯片的外围使用4个双排排针引出。 4.2.3.5. RTC实时时钟电路图27 RTC实时时钟电路为了测试Target的RTC功能和性能，特在STM32外围设计了一颗RTC时钟芯片，以达到对Target的RTC精度、走时等功能与性能的测量和校正。STE底板上选择的RTC实时时钟芯片型号是DS3231，与STM32外围扩展的TMP275芯片和Target外围扩展的EEPROM共用I2C。原理图中说明几点，V_DS3231_ctr1信号控制DS3231的秒中断信号是否连接到STM32的级联捕获上，当V_DS3231_ctr1信号为高电平时，DS3231芯片的秒中断连接到STM32级联捕获上，反之，V_Q1截止。V_DS3231_ctr2信号控制DS3231的32768Hz信号是否连接到STM32的级联捕获上，当V_DS3231_ctr2信号为高电平时，DS3231芯片的32768Hz信号连接到STM32级联捕获上，反之，V_Q3截止。 4.2.3.6. LED 图28 LED电路 STM32外围设计了3个LED灯，低电平有效。值得注意的是STM32的GPIO资源不够，就将这3个LED灯的控制信号连接在移位锁存器上。 4.2.3.7. 独立按键图29 独立按键该独立按键电路是STM32的外围器件，主要用于STM32的调试，其原理与ARM11的按键一样，可以参考ARM11的按键原理。 4.2.3.8. 温度芯片图30 温度芯片 STE上设计了一块温度传感器电路，选择的芯片型号为TMP275，I2C接口使用V_R58和V_R63两个电阻上拉，芯片电源使用V_C33和V_C34滤波。 4.2.3.9. 串行Flash 图31 串行Flash STM32的存储容量不够，可以将一些测试和验证信息存到Flash中。该Flash芯片选择的是W25Q80BV，使用STM32的SPI接口控制，片选信号使用移位寄存器控制，有上拉电阻。 4.2.3.10. 移位寄存器图32 移位寄存器由于STM32的GPIO不够，在STM32的外围增加了4个8位移位寄存器。STM32使用V_74TCLK、V_74HCLK、V_74OE和V_74SDI信号来控制移位寄存器，主要是一些芯片的片选信号、一些电路的控制信号、一些芯片IO的状态控制信号和LED灯控制信号灯，这些信号只需要一个输出状态即可。 4.2.3.11. 正弦与直流信号产生图33 正弦与直流信号产生 Target的M0/M1/M2/UM/UP/IAP/IBP/BAT等需要一个信号输入，完成计量模块的测试与验证，这些信号是使用STM32的SPI控制一颗8位输出的DAC芯片，最后由8个RC低通滤波器产生。DAC芯片选择的型号是AD5308，这是一颗8位DAC，与其兼容的还有AD5318和AD5328，对应于10位和12位DAC，如果以后对精度有要求的时候可以购买AD5318和AD5328来替代AD5308，该DAC的参考电压选择的是Target的REF输出电压，按照Vango公司数据手册上写到REF输出一个1.2V的电压，故此该芯片的参考电压是1.2V。 4.2.4. Target Target是Socket的底座，设计在STE底板上的，以4个双排排针引出实现。 4.2.4.1. Target接口底座图34 Target接口底座 Target接口底座以Socket的底座，用于与Vango公司的芯片连接的接口，以4个双排排针的形式实现。 4.2.4.2. JTAG下载接口图35 JTAG下载接口该接口是Target下载程序和调试的接口，与其连接的是Vango公司提供的SD502下载器。原理图中对JTAG信号都使用了上拉电阻，并且为了方便验证GPIO功能对上拉电阻设计了短路帽。 4.2.4.3. 引出IO 图36 引出IO Target的全部GPIO都通过4个双排排针引出，与STM32引出的全部IO和ARM11引出的20个IO适当配合，大大增加了STE底板的灵活性。 4.2.4.4. EEPROM 图37 EEPROM 使Target的I2C比较容易验证和测试，在STE底板上的Target部分设计了一颗EEPROM，选择的型号是24C512，该芯片拥有512K字节的容量，可以用于存储Target的一些初始化常量。 4.2.4.5. 两路可调电源图38 两路可调电源该部分电路是为Target提供电源的电路，同时兼顾了功耗测试的重任。STM32通过SPI接口控制一颗DAC芯片，在经过后面的放大器芯片，最后通过MOS管的导通情况来选择使用那一路电源，当正常验证和测试时候，将信号vPower_ctr1设置为高电平，vPower_ctr2设置为低电平，使用最上面的那一路电源给Target供电，使用ADC采集vPower_test1和vPower_test3的电压才换算出功耗。当验证和测试低功耗时，将信号vPower_ctr1设置为低电平，vPower_ctr2设置为高电平，使用中间的那一路电源给Target供电，使用ADC采集vPower_test2和vPower_test3的电压才换算出功耗。最下面的哪一路电源是留给以后备用的。 4.2.4.6. LDO33电压转换图39 LDO33电压转换电路由于ADC采集的电压不要超过3.3V，需要将LDO33电压减半后再经过ADC采集得到LDO33的输出电压。在需要测试LDO33时候，将信号T_LDO33_ctr2置为高电平，MOS导通，ADC采集到1.65V左右的电压，不测试LDO33时候将信号T_LDO33_ctr2置为低电平，使得MOS截止。 4.2.4.7. ADC 图40 ADC 该ADC电路选择的芯片是ADS8332，这是一颗16bit的芯片，故精度是很高的，这可芯片主要负责Target的功耗测试、REF、LDO33、DVCC和BAT等的测试。 4.2.4.8. 数字与模拟功耗测试图41 数字与磨难功耗测试电路 Target的数字和模拟功耗测试时通过上面设计的电路来测试的，在测量LDO33功耗时需要将T_LDO33_ctr1置为高电平且T_LDO33_ctr2置为低电平，使得T_Q2截止，然后使用万用表测量T_R45两端的电压换算出功耗。当测量DVCC的功耗时，将T_DVCC_ctr1置为高电平且T_DVCC_ctr2置为低电平，使用万用表测量T_R44两端的电压。 4.2.4.9. 模拟开关图42 模拟开关模拟开关主要是测量Target的模拟量和第三功能，模拟量包括SEG和COM信号，第三功能包括UART/PLL/OSC等，LCD的模拟开关使能信号共用T_SEL_EN信号，其他的每个模拟开关使能信号独立，开关选通信号所有模拟开关共用T_SELA/ T_SELB/ T_SELC。 4.2.5. Socket 图43 Socket Socket是Vango公司提供的芯片画出来的最小系统板，包括必要的晶振和计量信号的出来，还有就电源滤波等，以后每一种芯片对应一个Socket即可，STE底板可以共用。 5. 系统软件设计 5.1. 系统软件总框图此章介绍STE软件系统的设计。系统软件结构图如下。图2系统软件框图 5.2. 软件模块化设计由于系统的复杂性，将软件整体分为驱动层、数据层、应用层和系统层，以方便维护和管理。 5.2.1. 驱动层软件设计 5.2.2. 数据层软件设计 5.2.3. 应用层软件设计 5.2.4. 系统层软件设计

2021-11-12 11:00:52 评论举报李娟