基于COM架構(gòu)的芯片試驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

尹冀波

(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十七研究所，沈陽(yáng) 110032)

1 引言

COM即組件對(duì)象模型，是一種跨應(yīng)用和語(yǔ)言共享二進(jìn)制代碼的方法。COM對(duì)象在內(nèi)存中表現(xiàn)為組件對(duì)象類CoClass的一個(gè)實(shí)例，該對(duì)象保持它們自己的引用計(jì)數(shù)，當(dāng)引用計(jì)數(shù)為零時(shí)，COM對(duì)象將自己從內(nèi)存中釋放。在實(shí)際的工程項(xiàng)目中，可以根據(jù)COM客戶機(jī)－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(yàn)具有需要處理的信息量大、快速響應(yīng)、并行數(shù)據(jù)計(jì)算的特點(diǎn)。根據(jù)上述特點(diǎn)，選取COM作為試驗(yàn)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(yàn)平臺(tái)。

2 系統(tǒng)功能分析

2.1 電流實(shí)時(shí)變化波形

在芯片試驗(yàn)過(guò)程中，芯片的電流曲線能夠反映出該芯片對(duì)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(jí)的COM繪圖組件來(lái)繪制電流實(shí)時(shí)變化波形，該組件給圖形統(tǒng)計(jì)和動(dòng)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(dòng)態(tài)圖表

2.2 監(jiān)控多路電流

系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(huì)首先出現(xiàn)攀升以及持續(xù)的增長(zhǎng)，到達(dá)一定域值后產(chǎn)生階越性跳變。針對(duì)這樣的需求，在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)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(dá)的命令包括:輸出電壓、電流上限值、測(cè)試啟動(dòng)、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(fù)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(dá)指令。

硬件電路檢測(cè)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(jìn)行消息解析和消息打包，提交到控制臺(tái)。

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(biāo)識(shí);VD:子設(shè)備標(biāo)識(shí);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(biāo)識(shí);VD:子設(shè)備標(biāo)識(shí);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(jì)

用于芯片測(cè)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(cè)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(tái)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(tái)

(1)防止同一程序多次啟動(dòng)，創(chuàng)建自定義編輯框，設(shè)定多個(gè)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(dòng)電源模塊，創(chuàng)建電源模塊的事件連接點(diǎn)，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(dòng)測(cè)量電流，向電源模塊下達(dá)啟動(dòng)測(cè)量電流的命令，啟動(dòng)繪圖的定時(shí)器，設(shè)置邏輯，向電源模塊下達(dá)關(guān)閉測(cè)量電流的命令，關(guān)閉繪圖的定時(shí)器，向電源模塊發(fā)出停止記錄的命令。

(3)向電源模塊下達(dá)啟動(dòng)電源輸出的指令，設(shè)置邏輯，向電源模塊下達(dá)關(guān)閉電源輸出的指令，向電源模塊下達(dá)命令，停止檢測(cè)電流，向電源模塊下達(dá)命令，停止記錄，停止定時(shí)器，停止繪圖。

(4)獲取自定義編輯框的內(nèi)容，提示用戶確認(rèn)，向電源模塊下達(dá)輸出參數(shù)的命令。根據(jù)通道號(hào)，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(dòng)，創(chuàng)建同步對(duì)象，創(chuàng)建設(shè)備事件的連接點(diǎn)，創(chuàng)建針對(duì)設(shè)備的智能指針，通過(guò)智能指針主動(dòng)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(zhǔn)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(diǎn)，初始化模塊。區(qū)分消息來(lái)自于哪一個(gè)通道，檢測(cè)電流是否達(dá)到上限。記錄電流達(dá)到上限，停止定時(shí)器，下達(dá)關(guān)閉電源輸出命令，向控制臺(tái)報(bào)告。

(3)尋找回調(diào)指針，向控制臺(tái)的連接點(diǎn)相應(yīng)接口轉(zhuǎn)發(fā)消息。向通信模塊發(fā)出開(kāi)啟電源輸出的命令。重置代理變量，向電源下達(dá)輸出參數(shù)。啟動(dòng)定時(shí)器，每隔固定時(shí)間發(fā)送一次電流監(jiān)測(cè)命令。

3.3 電源通信

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

(2)從發(fā)送隊(duì)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(duì)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(jìn)行編寫(xiě)，編譯完成后的文件通過(guò)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(dòng)主程序循環(huán)，監(jiān)聽(tīng)中斷消息，判斷并處理統(tǒng)計(jì)指令、查詢指令、啟動(dòng)指令和復(fù)位指令。

5 改進(jìn)

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

［1］李朝青.單片機(jī)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(ài)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.