集成设计和测试可以增加可靠性

嵌入式系统开发人员希望能获得快速高效完成新设计的自信心。市场和经济压力要求快速提供既有竞争性能又有高可靠性的创新性产品,设计师必须不断掂量他(或她)在设计方面的自信心,并决定是否过渡到产品开发的下一阶段。

通过将测量工具与电子设计自动化(EDA)和嵌入式软件开发工具链接起来,设计师就能在早期的原型阶段发现设计缺陷,从而缩短设计周期并提高可靠性。另外,在设计早期阶段采用灵活和精确的硬件和软件测试能够提供制造测试所需的吞吐量和可靠性,在生产过程中通过复用最初设计阶段的测试软件和硬件也能进一步提高设计效率。

在建立完整的原型和经过电路板多次改版后发现缺陷的代价是非常高的。因此设计师必须在进入下一设计阶段前的当前阶段就确认好设计性能。在这一过程中尽早完成系统集成测试可以取得更高的设计自信心,并能通过减少低效率工作和从最终失败点返回的成本使产品发布速度更快,这里的测试不仅是指可测性设计,而且包括边设计边测试。HSPACE=12 ALT="图1:嵌入式系统用集成设计确认环境使用模块提高测试效率">

象标准测试接口语言(STIL)和通用测试语言(CTL)这样的可测性设计(DFT)语言可以通过交换EDA工具和制造自动化测试设备(ATE)系统之间的测试向量信息帮助设计师减少编写生产测试所花的时间。然而,它们并不能帮助设计师在产品开发中获得信心。为了帮助设计师进行产品开发,在开发中使用的测试工具必须紧密地与EDA和嵌入式软件开发工具结合起来。

在集成设计确认环境中,测试软件能够与EDA和嵌入式软件工具交换数据、控制测量硬件、执行信号处理和数据分析,并显示结果。这种功能在设计和原型阶段为设计师提供了极大的灵活性。

与嵌入式软件开发工具链接后,设计师可以通过自动化编译、将代码下载到嵌入式目标等例行任务实现设计参数变化的自动化评估。例如,如果设计师使用数字信号处理器(DSP)实现有限脉冲响应(FIR)滤波器,那么测试软件就可以根据测得的系统性能调整滤波器系数来帮助他优化滤波器的性能。

假设使用上述滤波器进行开发的新产品是带语音识别功能的电视遥控器,这个系统的信号路径上应该有麦克风、放大器、数模转换器、DSP和某种RF或红外线发射器。采用集成环境创建设计原型的设计师可以利用渐进的方法实现信号路径上的各个部分,以便在建立原型之前最大化设计的信心。

理想情况下,应该在验证、确认和制造阶段复用在原型设计期间使用的相同测试软件和硬件,以便充分利用创建测试软件和配置测试系统硬件的努力成果。这种复用需要通用的测试硬件,并且对测试平台上的系统原型来说一定是紧凑和经济的,并且对制造性测试来说具有高的吞吐量。

虽然传统的盒式仪器也适合测试平台,但不能满足制造性要求,因为它们与主控制器的接口吞吐量低,缺少系统同步使用的资源。相反,自动测试设备虽然速度快,但由于尺寸、成本和交货期等问题而不适用于设计环境。成本超过50万美元、交货期要3个月的ATE系统是不多见的。

集成设计环境中的理想硬件组件是基于象开放PXI标准这样的紧凑型高吞吐量平台的模块化仪器仪表。由于集成设计环境能够通过测试软件将物理世界与仿真世界链接起来,因此集成设计环境能够应对上述挑战,同时保持较高的质量和可靠性。

作者:Brian Anderson

资源和高速数字转换器产品经理

国家NI公司