基于COM架构的芯片试验设计与实现

尹冀波

(中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳 110032)

1 引言

COM即组件对象模型，是一种跨应用和语言共享二进制代码的方法。COM对象在内存中表现为组件对象类CoClass的一个实例，该对象保持它们自己的引用计数，当引用计数为零时，COM对象将自己从内存中释放。在实际的工程项目中，可以根据COM客户机－服务器的应用方法，建立适合需求的架构模型。

芯片试验具有需要处理的信息量大、快速响应、并行数据计算的特点。根据上述特点，选取COM作为试验的工程架构，配合C8051F340微处理器为核心的硬件电路，组成了完整的芯片试验平台。

2 系统功能分析

2.1 电流实时变化波形

在芯片试验过程中，芯片的电流曲线能够反映出该芯片对于外界所施加影响而产生的内部物理结构变化。根据这种情况，可以使用OpenGL专业级的COM绘图组件来绘制电流实时变化波形，该组件给图形统计和动态图形显示提供了比较好的解决方案，如图1所示。

图1 电流波形动态图表

2.2 监控多路电流

系统需要实时监测芯片的A型电流、B型电流、C型电流。当外界施加影响之后，A型电流、B型电流会首先出现攀升以及持续的增长，到达一定域值后产生阶越性跳变。针对这样的需求，在系统中设计一个电源管理COM组件，用于监管电源电压和电流门限域值。

2.3 命令控制

命令控制以及硬件反馈消息组成了本系统的信息链路。用户下达的命令包括:输出电压、电流上限值、测试启动、片选、复位以及其它控制。上述命令提交给电源组件，由电源管理COM组件负责命令解析和命令重新打包，提交给通信组件，再由通信组件向电源下达指令。

硬件电路检测到芯片功能参数的变化，生成芯片消息，上传至芯片COM组件。芯片组件进行消息解析和消息打包，提交到控制台。

2.4 消息命令帧

消息帧格式如表1所示。

表1 消息帧格式

MD:主设备标识;VD:子设备标识;FI:A型电流;SI:B型电流;EI:C型电流;FV:A型电压;SV:B型电压;EV:C型电压。

命令帧格式如表2所示。

表2 命令帧格式

MD:主设备标识;VD:子设备标识;VC:电压命令;IC:电流命令;EC:紧急命令;GC:附加命令。

2.5 硬件电路设计

用于芯片测试的硬件逻辑电路以C8051F340微处理器为核心，由通信电路、稳压电路、逻辑电路、继电器组合电路以及待测芯片组共同构成。硬件电路逻辑框图如图2所示。

图2 硬件电路逻辑图

3 系统软件构建与流程

本系统的软件构建基于COM架构，控制台与COM组件的结构图如图3所示。

图3 软件架构图

3.1 控制台

(1)防止同一程序多次启动，创建自定义编辑框，设定多个编辑框的初始值，设定模块管理智能指针，设定电源模块通信智能指针，启动电源模块，创建电源模块的事件连接点，通道模块初始化，设置逻辑，创建通道图表，初始化通道图表，绘制通道的初始图表。

(2)启动测量电流，向电源模块下达启动测量电流的命令，启动绘图的定时器，设置逻辑，向电源模块下达关闭测量电流的命令，关闭绘图的定时器，向电源模块发出停止记录的命令。

(3)向电源模块下达启动电源输出的指令，设置逻辑，向电源模块下达关闭电源输出的指令，向电源模块下达命令，停止检测电流，向电源模块下达命令，停止记录，停止定时器，停止绘图。

(4)获取自定义编辑框的内容，提示用户确认，向电源模块下达输出参数的命令。根据通道号，选择处理函数。提示用户，更新电流变量数值。

3.2 电源管理

(1)工作线程启动，创建同步对象，创建设备事件的连接点，创建针对设备的智能指针，通过智能指针主动获取设备的当前状态，释放智能指针，建立Map表，Agency初始化，置设备的当前状态为准备就绪。

(2)设置与通信模块的智能指针，设置与通信模块的连接点，初始化模块。区分消息来自于哪一个通道，检测电流是否达到上限。记录电流达到上限，停止定时器，下达关闭电源输出命令，向控制台报告。

(3)寻找回调指针，向控制台的连接点相应接口转发消息。向通信模块发出开启电源输出的命令。重置代理变量，向电源下达输出参数。启动定时器，每隔固定时间发送一次电流监测命令。

3.3 电源通信

(1)全局初始化，打开通信接口，启动接收发送线程，启动分发线程。在接收发送线程中，如果发送队列不为空，则发送动作为真。

(2)从发送队列提取命令，向通信接口发送该命令。如果读取通信接口消息不为空，将该消息放入分发队列，激活分发事件。

4 系统固件流程

本系统固件使用ANSI C进行编写，编译完成后的文件通过JTAG下载到C8051F340微处理器的FLASH区域。

固件流程如下:

(1)关闭看门狗，UART初始化，端口初始化，晶振初始化。

(2)中断初始化以及相应的中断处理。

(3)启动主程序循环，监听中断消息，判断并处理统计指令、查询指令、启动指令和复位指令。

5 改进

该芯片试验方法经过改进，可以应用在以X86为核心处理器的嵌入式开发系统中，与待测芯片的连接方式改为PCI104总线方式。

［1］李朝青.单片机原理及接口技术［M］，北京:北京航空航天大学出版社，1999.

［2］潘爱民.COM原理与应用［M］.北京:清华大学出版社，2000.

［3］刘晓华.精通MFC［M］.北京:电子工业出版社，2003.

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