[发明专利]基于FPGA的SOC芯片自动化测试工具和测试方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的SOC芯片自动化测试工具，包括相连接的上位机接口模块、FPGA芯片、高精度AD模块和高精度DA模块；所述上位机接口模块用于连接上位机；其特征在于，

所述FPGA芯片上设有：

JTAG/SWD逻辑模块，用于对接SOC芯片上的JTAG/SWD模块；

AD逻辑模块，控制高精度AD模块对接SOC芯片上的DA模块；

DA逻辑模块，控制高精度DA模块对接SOC芯片上的AD模块；

UART逻辑串口模块，用于对接SOC芯片上的UART串口模块；

SPI逻辑模块，用于对接SOC芯片上的SPI模块；

I2C逻辑模块，用于对接SOC芯片上的I2C模块；

定时器逻辑模块，用于验证SOC芯片上的定时器；

GPIO逻辑模块，用于对接SOC芯片上的GPIO模块。

2.一种基于FPGA的SOC芯片自动化测试方法，适用于如权利要求1所述的基于FPGA的SOC芯片自动化测试工具，其特征在于，包括以下步骤：

S1，上位机、测试工具、SOC芯片依次连接；

S2，测试SOC芯片的UART串口模块；上位机向测试工具传输多个不同波特率的Hex文件，测试工具将各Hex文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具会通过串口输出相应波特率的批量数据，SOC芯片接收数据后将接收到的批量数据发送给测试工具，测试工具的UART逻辑串口模块根据接收数据计算出波特率误差，与发送的批量数据相比较计算传输数据误码率，将结果发送给上位机；

S3，对于SOC芯片定时器模块的捕获、比较和PWM三种模式，由测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口发送捕获模式命令和配置参数给SOC芯片，使其进入捕获模式；当SOC芯片进入捕获模式时，测试工具会自动产生频率和占空比周期变化的方波信号，SOC芯片将测得的方波信号的频率和占空比通过串口返回给测试工具，测试工具根据产生的频率和占空比和SOC芯片测得的频率和占空比数据作比较，相同则向上位机返回测试成功，不同则发送误差比例；

S4，当测试SOC芯片比较模式时，由测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口发送比较模式命令和配置参数给SOC芯片，使其进入比较模式，同时测试工具启动自身的定时器逻辑模块的捕获功能，采集SOC芯片进入比较模式时产生的波形，测试工具根据采集SOC芯片比较模式产生的波形判断SOC芯片定时器模块的比较模式测试是否成功，将测试结果发送给上位机；

S5，当测试SOC芯片PWM模式时，测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具发送测试PWM模式命令和配置参数，测试工具启用自身的定时器逻辑模块的捕获功能，对捕获的PWM波形，分析PWM的频率、占空比和死区时间测试工具将输入的PWM的频率、占空比和死区电压与捕获的频率、占空比和死区时间对比，将对比结果发送给上位机；

S6，对于SOC芯片电源管理单元多种工作模式测试，测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具发送进入相应模式命令，SOC芯片进入相应模式后，通过测试工具内部高精度AD模块采集测试电阻电压测出SOC芯片进入相应模式的电流，与上位机输入的SOC芯片电流参数做对比，从而判断SOC芯片是否可以正常进入每种模式，将比对结果发送给上位机；

S7，对于测试SOC芯片I2C模块的主从模式时，测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具首先测试SOC芯片的I2C主模式，测试工具通过串口发送进入I2C主模式指令给SOC芯片；测试工具同时将自身切换为I2C从模式；测试工具和SOC芯片的I2C主模式进行批量数据交互；测试工具会解析SOC芯片I2C主模式发送的数据并对SOC芯片的I2C速率进行分析与比对，将比对结果发送给上位机；

S8，测试工具测试SOC芯片的I2C从模式，测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口发送进入I2C从模式指令给SOC芯片；测试工具将自身切换为I2C主模式；测试工具和SOC芯片的I2C从模式进行批量数据交互；测试工具会解析SOC芯片I2C从模式的数据进行分析与对比，将对比结果发送给上位机；

S9，对于测试SOC芯片SPI模块的主从模式时，测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具首先测试SOC芯片的SPI主模式，测试工具通过串口发送进入SPI主模式指令给SOC芯片；测试工具切换为SPI从模式；测试工具和SOC芯片的SPI主模式进行批量数据交互；测试工具会解析SOC芯片SPI主模式的数据并对SPI速率进行分析与比对，将比对结果发送给上位机；

S10，测试工具测试SOC芯片的SPI从模式，测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口发送进入SPI从模式指令给SOC芯片；测试工具切换为SPI主模式；测试工具和SOC芯片的SPI从模式进行批量数据交互；测试工具会解析SOC芯片SPI从模式的数据进行分析与比对，将比对结果发送给上位机；

S11，对于SOC芯片的多路复用引脚测试；

测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口向SOC芯片发送进入I2C引脚多路复用指令，SOC芯片的I2C模块作为主模式，测试工具作为I2C从模式，根据串口命令切换SOC芯片不同的I2C引脚复用，相应的测试工具也会切换相应的I2C引脚复用进行数据收发，测试工具对接收的数据进行比对，比对成功则SOC芯片的I2C模块引脚多路复用测试成功，将测试结果发送给上位机；

测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口向SOC芯片发送进入SPI引脚多路复用指令，SOC芯片的SPI模块作为主模式，测试工具作为SPI从模式，根据串口命令切换SOC芯片不同的SPI引脚复用，相应的测试工具也会切换相应的SPI引脚复用进行数据收发，测试工具对接收的数据进行比对，比对成功则SOC芯片的SPI模块引脚多路复用测试成功，将测试结果发送给上位机；

测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口向SOC芯片发送进入UART引脚多路复用指令，SOC芯片根据串口复用命令切换不同的串口引脚复用组合，测试工具相应引脚复用切换为SOC芯片对应的引脚，进行数据收发，数据收发成功则SOC芯片的UART串口模块的多路复用引脚测试成功，将测试结果发送给上位机；

S12，对于SOC芯片的AD模块的验证；测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口发送进入AD测试指令给SOC芯片；测试工具DA逻辑模块控制高精度DA模块产生指定幅度的电压信号；SOC芯片AD模块将采集的电压值通过串口发送给测试工具，由测试工具判断SOC芯片AD模块采集模拟电压值与测试工具输出的电压值的偏差，将偏差结果发送给上位机；

S13，对于SOC芯片的DA模块的验证；测试工具将相应HEX文件通过SWD协议下载到SOC芯片中，测试工具通过串口发送进入DA测试指令给SOC芯片，包含需要产生的模拟电压值；SOC芯片的DA模块产生固定的模拟电压输出，测试工具AD逻辑模块控制高精度AD模块采集模拟电压；将测试工具采集的模拟电压值与测试工具指定SOC产生的模拟电压值进行比较，将比较的偏差结果发送给上位机。