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嵌入式计算系统调测方法与技术综述

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:叙述嵌入式计算系统在开发阶段、生产环境和现场环境三种情况下的调测技术和方法,以及如何在硬件和软件设计中进行可观测性和可测试性设计。

    关键词:在线测试 可观测性 可测试性 BDM JTAG

引言

对于含有微处理器的装置来说,调测总是软件和硬件结合的。在产品开发的阶段以排错为主,在产品开发后期以及生产和现场运行阶段,则是以测试为主。不同的阶段,调测的内容、手段和使用的工具不尽相同。

测试接口并不是系统功能的一部分,测试接口设计本身也需要成本。对于小型简单系统来说,没有必要也不允许(成本考虑)设计测试接口;对于复杂系统来说,设计测试接口的花费是值得的。良好的测试接口设计可经缩短产品的开发周期,给产品维护、维修带来便利。

对于嵌入式计算系统来说,测试往往是软件和硬件相结合的,既有借助于“正确”的软件来测试硬件,也有借助于“正确”的硬件来测试软件。由于软件设计人员和硬件设计人员的技术隔膜,二者常常在出现问题后相互指责,难以界定是软件还是硬件问题。对于嵌入式系统的软件设计人员来说,必须对硬件有足够的了解。这一点,和通用计算平台上的软件设计是不同的;反之,硬件人员也必须能够编写一些测试软件,以证明其设计的正确性。

1 开发阶段的调制方法

1.1 RAM版本的目标系统调试

通过ICE(In-Circuit-Emulate)来调试目标板是开发人员最常用的手段。在产品开发初期,由于各种软件和硬件问题很多,通过仿真器并结合逻辑分析仪、示波器等硬件信号测试工具能够很好地发现问题。

在仿真器环境下,通过仿真器的监控软件来控制用户软件的运行,使用断点、单步跟踪和查看变量、CPU寄存器、存储器的数值等手段来查找问题。由于仿真器的软件和硬件需要一定的CPU资源,用户软件在仿真器环境下运行和脱离仿真器后独立运行是有区别的。好的仿真器能够尽量减小这种区别。常见的仿真器从技术上区分有:单CPU仿真器、双CPU仿真器和ROM仿真器。

在仿真器环境下,程序一般是在仿真器的RAM存储器中运行的,所以这种阶段也称为“RAM版本的目标系统调试”。

1.2 ROM版本的目标系统调试

在仿真器环境下,目标板运行调试正确后,(范文先生网www.fwsir.com收集整理)一般的做法是将应用程序写入目标板的非易失性存储器中,让目标板单独运行。在很多情况下,目标板系统往往不能运行或者运行结果和仿真器环境下不一致。而没有连接仿真器,无法观察各种软件状态,给分析问题造成一定困难。在目标板上设计指示电路有助于发现问题;在电路板上增加1个LED是最简单也是很有效的方法。对于复杂系统,可以设计1个数码管显示输出接口,或者设计1个调试用串口,将调试信息发送到PC机上显示。

在使用PC机作为显示输出设备时,一般的做法是使用Winodws自带的超级终端软件,无需另外编制程序。和前二种方法相比,该方法的接口信号是双向的,调试者可以通过PC机输入信息到目标板中,设定显示信息的类别。这一点,对于复杂系统的调试是很有价值的,CISCO公司的很多路由器产品就使用这种方法来维护和调试。

2 生产阶段的测试方法

生产阶段的测试只是对硬件电路或者系统进行测试。测试目的是为了对产品或者部件进行分检,找出有缺陷的产品。测试内容包括:

*裸板测试——检查未安装元器件的电路板上的开路和短路缺陷;

*成品生产缺陷分析——检查已安装元器件的电路板上焊点的短路和开路缺陷;

*成品电气性能测试——认证每个单元器件的上电运作;

*产品功能测试——认证电路模块的功能。

生产测试和开发阶段的硬件测试不同,需要测试方法快速、能成批测试,易于在制造生产线上安装。在生产的不同阶段使用的测试工具和技术也不相同。目前常用的测试工具和技术有:人工视觉检查(MVI)、在线测试(ICT)、自动光学测试(AOI)、自动X射线测试(AXI)。其中人工视觉测试(MVI

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