[發明專利]片上系統中ADC內建自測試電路及測試方法

有效

• 申請號: 201610065972.8
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105680859B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 柳臻朝;陳嵐;馮燕;王東
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H03M1/10
• 分類號: H03M1/10
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 周放;江懷勤

1.一種片上系統中ADC內建自測試電路，其特征在于，包括：控制模塊、信號處理模塊、測試模塊；

所述控制模塊，用于在待測ADC施加激勵信號后輸出的響應信號達到穩定后，觸發所述信號處理模塊和所述測試模塊開始工作；

所述信號處理模塊，用于對所述響應信號進行采樣，對采樣得到的采樣值實序列進行FFT變換，得到所述響應信號的頻譜信號數據；

所述測試模塊，用于根據所述響應信號的頻譜信號數據計算所述響應信號的動態參數；

所述信號處理模塊包括：

采樣單元，用于對所述響應信號進行采樣，并將采樣值逆序存儲到外部RAM；

地址產生單元，用于記錄所述采樣值存儲的讀寫地址；

FFT單元，用于根據所述地址產生單元記錄的讀寫地址，從所述外部RAM中提取采樣值實序列，對所述采樣值實序列進行FFT變換，得到所述響應信號的頻譜信號數據，并將所述頻譜信號數據存儲到外部RAM中；

第一控制單元，用于控制所述采樣單元、地址產生單元、以及FFT單元的工作；

所述FFT單元包括：

角度產生器，用于根據所述地址產生單元記錄的采樣值存儲的讀寫地址產生旋轉因子角度；

正余弦值計算器，用于利用所述旋轉因子角度計算旋轉因子正余弦值；

蝶形運算器，用于依次提取外部RAM中存儲的采樣值實序列中的值，對提取的當前值及所述旋轉因子正余弦值進行蝶形運算，得到所述響應信號的頻譜信號數據，并將所述頻譜信號數據存儲到外部RAM中。

2.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，所述蝶形運算器進行蝶形運算時，采用32位定點運算，并且動態調整定點小數位的精度。

3.根據權利要求1所述的電路，其特征在于，所述測試模塊包括：

頻譜功率計算單元，用于從外部RAM中獲取所述頻譜信號數據，計算頻譜功率；

位置記錄單元，用于記錄所述頻譜信號數據的讀取地址；

頻率搜索單元，用于根據所述頻譜功率及各頻譜信號數據的讀取地址，確定所述響應信號的頻譜信號的基頻及各次諧波頻率的位置；

動態參數計算單元，用于根據所述頻譜信號的基頻及各次諧波計算所述響應信號的動態參數；

第二控制單元，用于控制所述頻譜功率計算單元、位置記錄單元、頻率搜索單元、以及動態參數計算單元的工作。

4.根據權利要求3所述的電路，其特征在于，

所述動態參數計算單元，具體用于計算信噪比、無雜散動態范圍、總諧波失真比、信號噪聲失真比、有效位數。

5.根據權利要求1至4任一項所述的電路，其特征在于，還包括：

與所述控制模塊相連的延時模塊，由所述激勵信號或所述待測ADC輸出的響應信號觸發，向所述控制模塊輸出開始信號；

所述控制模塊在接收到所述開始信號后，觸發所述信號處理模塊和所述測試模塊開始工作。

6.根據權利要求5所述的電路，其特征在于，還包括：

激勵產生電路，用于產生所述激勵信號；所述激勵產生電路設置在所述片上系統中，或者獨立于所述片上系統之外。

7.一種片上系統中ADC測試方法，其特征在于，包括：

在待測ADC施加激勵信號后輸出的響應信號達到穩定后，對所述響應信號進行采樣并對采樣值進行地址逆序存儲；

對存儲的采樣值實序列進行FFT變換，得到所述響應信號的頻譜信號數據；

根據所述響應信號的頻譜信號數據計算所述響應信號的動態參數；

對所述響應信號進行采樣的采樣點數Sample_Number>＝π2ⁿ，n為待測ADC的輸出位數；

所述對存儲的采樣值實序列進行FFT變換，得到所述響應信號的頻譜信號數據包括：

依次提取存儲的采樣值實序列中的值，得到當前值；

產生對應所述當前值的旋轉因子角度；

利用所述旋轉因子角度計算旋轉因子正余弦值；

對所述當前值及其對應的旋轉因子正余弦值進行蝶形運算，得到所述響應信號的頻譜信號數據。