基于COM架構(gòu)的芯片試驗設(shè)計與實現(xiàn)

尹冀波

(中國電子科技集團公司第四十七研究所，沈陽 110032)

1 引言

COM即組件對象模型，是一種跨應(yīng)用和語言共享二進制代碼的方法。COM對象在內(nèi)存中表現(xiàn)為組件對象類CoClass的一個實例，該對象保持它們自己的引用計數(shù)，當(dāng)引用計數(shù)為零時，COM對象將自己從內(nèi)存中釋放。在實際的工程項目中，可以根據(jù)COM客戶機－服務(wù)器的應(yīng)用方法，建立適合需求的架構(gòu)模型。

芯片試驗具有需要處理的信息量大、快速響應(yīng)、并行數(shù)據(jù)計算的特點。根據(jù)上述特點，選取COM作為試驗的工程架構(gòu)，配合C8051F340微處理器為核心的硬件電路，組成了完整的芯片試驗平臺。

2 系統(tǒng)功能分析

2.1 電流實時變化波形

在芯片試驗過程中，芯片的電流曲線能夠反映出該芯片對于外界所施加影響而產(chǎn)生的內(nèi)部物理結(jié)構(gòu)變化。根據(jù)這種情況，可以使用OpenGL專業(yè)級的COM繪圖組件來繪制電流實時變化波形，該組件給圖形統(tǒng)計和動態(tài)圖形顯示提供了比較好的解決方案，如圖1所示。

圖1 電流波形動態(tài)圖表

2.2 監(jiān)控多路電流

系統(tǒng)需要實時監(jiān)測芯片的A型電流、B型電流、C型電流。當(dāng)外界施加影響之后，A型電流、B型電流會首先出現(xiàn)攀升以及持續(xù)的增長，到達一定域值后產(chǎn)生階越性跳變。針對這樣的需求，在系統(tǒng)中設(shè)計一個電源管理COM組件，用于監(jiān)管電源電壓和電流門限域值。

2.3 命令控制

命令控制以及硬件反饋消息組成了本系統(tǒng)的信息鏈路。用戶下達的命令包括:輸出電壓、電流上限值、測試啟動、片選、復(fù)位以及其它控制。上述命令提交給電源組件，由電源管理COM組件負責(zé)命令解析和命令重新打包，提交給通信組件，再由通信組件向電源下達指令。

硬件電路檢測到芯片功能參數(shù)的變化，生成芯片消息，上傳至芯片COM組件。芯片組件進行消息解析和消息打包，提交到控制臺。

2.4 消息命令幀

消息幀格式如表1所示。

表1 消息幀格式

MD:主設(shè)備標識;VD:子設(shè)備標識;FI:A型電流;SI:B型電流;EI:C型電流;FV:A型電壓;SV:B型電壓;EV:C型電壓。

命令幀格式如表2所示。

表2 命令幀格式

MD:主設(shè)備標識;VD:子設(shè)備標識;VC:電壓命令;IC:電流命令;EC:緊急命令;GC:附加命令。

2.5 硬件電路設(shè)計

用于芯片測試的硬件邏輯電路以C8051F340微處理器為核心，由通信電路、穩(wěn)壓電路、邏輯電路、繼電器組合電路以及待測芯片組共同構(gòu)成。硬件電路邏輯框圖如圖2所示。

圖2 硬件電路邏輯圖

3 系統(tǒng)軟件構(gòu)建與流程

本系統(tǒng)的軟件構(gòu)建基于COM架構(gòu)，控制臺與COM組件的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 軟件架構(gòu)圖

3.1 控制臺

(1)防止同一程序多次啟動，創(chuàng)建自定義編輯框，設(shè)定多個編輯框的初始值，設(shè)定模塊管理智能指針，設(shè)定電源模塊通信智能指針，啟動電源模塊，創(chuàng)建電源模塊的事件連接點，通道模塊初始化，設(shè)置邏輯，創(chuàng)建通道圖表，初始化通道圖表，繪制通道的初始圖表。

(2)啟動測量電流，向電源模塊下達啟動測量電流的命令，啟動繪圖的定時器，設(shè)置邏輯，向電源模塊下達關(guān)閉測量電流的命令，關(guān)閉繪圖的定時器，向電源模塊發(fā)出停止記錄的命令。

(3)向電源模塊下達啟動電源輸出的指令，設(shè)置邏輯，向電源模塊下達關(guān)閉電源輸出的指令，向電源模塊下達命令，停止檢測電流，向電源模塊下達命令，停止記錄，停止定時器，停止繪圖。

(4)獲取自定義編輯框的內(nèi)容，提示用戶確認，向電源模塊下達輸出參數(shù)的命令。根據(jù)通道號，選擇處理函數(shù)。提示用戶，更新電流變量數(shù)值。

3.2 電源管理

(1)工作線程啟動，創(chuàng)建同步對象，創(chuàng)建設(shè)備事件的連接點，創(chuàng)建針對設(shè)備的智能指針，通過智能指針主動獲取設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，釋放智能指針，建立Map表，Agency初始化，置設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)為準備就緒。

(2)設(shè)置與通信模塊的智能指針，設(shè)置與通信模塊的連接點，初始化模塊。區(qū)分消息來自于哪一個通道，檢測電流是否達到上限。記錄電流達到上限，停止定時器，下達關(guān)閉電源輸出命令，向控制臺報告。

(3)尋找回調(diào)指針，向控制臺的連接點相應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)消息。向通信模塊發(fā)出開啟電源輸出的命令。重置代理變量，向電源下達輸出參數(shù)。啟動定時器，每隔固定時間發(fā)送一次電流監(jiān)測命令。

3.3 電源通信

(1)全局初始化，打開通信接口，啟動接收發(fā)送線程，啟動分發(fā)線程。在接收發(fā)送線程中，如果發(fā)送隊列不為空，則發(fā)送動作為真。

(2)從發(fā)送隊列提取命令，向通信接口發(fā)送該命令。如果讀取通信接口消息不為空，將該消息放入分發(fā)隊列，激活分發(fā)事件。

4 系統(tǒng)固件流程

本系統(tǒng)固件使用ANSI C進行編寫，編譯完成后的文件通過JTAG下載到C8051F340微處理器的FLASH區(qū)域。

固件流程如下:

(1)關(guān)閉看門狗，UART初始化，端口初始化，晶振初始化。

(2)中斷初始化以及相應(yīng)的中斷處理。

(3)啟動主程序循環(huán)，監(jiān)聽中斷消息，判斷并處理統(tǒng)計指令、查詢指令、啟動指令和復(fù)位指令。

5 改進

該芯片試驗方法經(jīng)過改進，可以應(yīng)用在以X86為核心處理器的嵌入式開發(fā)系統(tǒng)中，與待測芯片的連接方式改為PCI104總線方式。

［1］李朝青.單片機原理及接口技術(shù)［M］，北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1999.

［2］潘愛民.COM原理與應(yīng)用［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2000.

［3］劉曉華.精通MFC［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2003.

［4］PST－PSS－PSH Programmer Manual［M］.GoodWill Company，2005.