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基于FPGA的ⅡC测试系统的研究与实现

学兔兔 基于FPGA的IIC测试系统的研究与实现 Research and implementation of the FPGA-based IIC test systems 梁泽雨,潘 晴,钟小芸 LlANG Ze.yu,PANG Qing,ZHONG Xiao.yun (广东工业大学信息工程学院,广州541004) 摘 要:为了提高芯片lIc接口的测试效率与精度,提出了一种基于FPGA平台的llc接口测试系统,该系 统率先通过设计码型发送器与码型接收器,构造了一个强大的llc接口测试工具。通过FPGA对 JIc总线发送码型数据和采集码型数据,最后调用MFC软件进行分析得到测试结果。整个测试 流程运用TCL脚本控制实现全自动化。该系统测试精度高达5ns,测试结果准确可靠。不仅能 够实现llc波形的重现,而且能在示波器精度不高时得到精确的测量。 关键词:FPGA;IIC;Slave;Master;TOL 中圈分类号:TP27 文献标识码:B 文章编号:1 009-01 34(201 5)04(下)-oo61-04 Do;:1 0.3969/J.issn.1 009-01 34.201 5.04(下).1 8 0 引言 1 系统的工作原理 IIC总线是[hPhilips公司开发的一种用于芯片问通讯 1。1码型 的串行传输总线,它巾串行时钟SCL~N数据线SDA实现 码型为本文定义的一种数据l帧结构,由32位二进 全双.【:数据传送…。因为它具有接线少、传输数据快速 制数组成,高两位分别是SCL~I]SDA,中间三位为保 准确、允许多丰机控制、具有仲裁和时钟同步等特点, 留位,低27位为时间计数值,即为SCL和SDA电平状 被越来越多的』一家和开发人员使用 】。对于每…款有IIC 态的持续时间,如图1所示。SCL中三拍确定SDA的一 接口的芯片,其 片手册标明其对时序的要求,芯片没 位,如图2所示,SCL线的1、2、am确定SDA的一位低 有达到其所要求的值,则为不合格的心-H-门L。 电平,4、5、6拍确立SDA的一位高电平。依此类推, 市场J二有很多IIC接口的芯片。随着芯片集成度的 通过相应地改变SCL三个拍的值,即可实现数据建立时 提高和功能的不断增强,IIC接口: 片的验证越来越复 间,数据保持时间,SCL高低电平等测试项的改变。如 杂。据统计调查,j 片的验证的工作量占据芯片设计周 图3为数据为60ns的数据保持时间的码型波形。码型的 期的70%以I J。因此提高:苍片验证的准确度与效率意 提出,只需用FPGA构造一个码型发送器与码型接收器 义甄人。}i¨ 中国芯片产业起步比较晚,日前市场上 即可实现对IIC~d试硬件模块的设计,大人降低了FPGA 并没l仃专门测试IIC接口的:I:具。传统芯片的IIC接口验 生成模块的复杂度,本文只需构造不同的码型即可达到 证,通过人手和人眼在示波器观察和测量SDA、SCL两 相应的IIC测试项测试的目的。本文的测试项由IIC的协 路信号

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