混合信号电路的谱分析方法在线BIST研究

摘要

随着片上系统(SOC)设计复杂度的增加,测试变得更加困难。为实现对于混合信号电路的测试则必须采用内建自测试(BIST)的方式。本文提出了一种混合信号电路的谱分析方法在线BIST方案。通过同时获取多点模拟信号的功率谱密度信息,结合被测对象的频率响应特性,即可实现故障测试或进一步进行故障定位。此方案能统一线性与非线性模拟电路的测试,有广泛的适应范围,避免在一片系统上使用多种模拟测试电路。
　　方案使用加性噪声调制与比较器数字量化的方法,并设计了专用的实时信号功率谱密度处理器,以获取被测信号的谱信息。当取得线性模拟电路输入与输出的谱密度信息,即可得到其运行状态的系统传递函数;与预设无故障状态下的传递函数范围相比,从而实现线性电路测试。而对于非线性电路的测试,则依据各信号无故障频域范围与其在线运行的频谱相比,既能进行非线性电路的测试。
　　此BIST方案的主要特点是电路简单、低模拟面积开销和利于多点插入并行采集测试,不需要多路AD转换器、多路选择开关和过采样技术。谱密度处理器采用长时傅里叶变换的方法进行功率谱密度估计,使用改进的DFT算法和CORDIC算法实现;并具有参数可编程和多路信号同时采集、存储、运算的能力。此方法基本上是全数字式的,可利用系统内已有的资源,适应于SOC环境。本文给出了系统实现的详细结构和一个测试模拟锁相环电路的测试实例。

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全文框图索引目录

主要术语缩略表

第一章 引言

§1.1 研究背景与研究意义

§1.2 国内外研究现状

§1.3 本文的主要工作及结构安排

第二章 SOC 中混合信号电路的测试

§2.1 传统测试方法及局限

§2.2 BIST测试方法

§2.3 本章小结

第三章 谱分析的混合信号电路BIST方法与理论

§3.1 谱分析的BIST方法

§3.2 测试系统结构与理论分析

§3.3 测试系统仿真分析

§3.4 本章小结

第四章 测试处理器的设计与实现方法

§4.1 设计目的与设计要求

§4.2 处理器IP Core的设计

§4.3 FPGA验证与性能分析

§4.4 本章小结

第五章 验证系统设计与实验结果分析

§5.1 验证系统硬件设计

§5.2 白噪声信号源与模拟电压比较器

§5.3 在线BIST结构的实现

§5.4 测试参数设置

§5.5 测试结果与分析

§5.6 本章小结

第六章 结论与进一步的工作

参考文献

致谢