CN103728553B - 一种电能计量芯片的验证方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能计量芯片的验证方法，通过获取测试向量信息，根据该信息对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据，根据测试数据与参考结果进行比较，得到比较结果，根据比较结果判断实时待测芯片是否正常。本方案通过自动读取测试向量，自动配置芯片，自动比较测试结果，实现了电能计量芯片验证的自动化，提高了芯片验证的速度及准确性，避免了人工比较的过程，减轻了技术人员的劳动量，提高了工作效率，进一步加快了电能计量芯片上市的速度。

Description

一种电能计量芯片的验证方法

技术领域

本发明涉及芯片验证领域，尤其涉及一种电能计量芯片的验证方法。

背景技术

随着芯片的复杂度越来越高，电能计量芯片的验证工作也越来越重要。

目前，技术人员普遍使用的验证方法是人工验证，通过人工配置相关的计量寄存器，人工读取计量数据，将计量值和理论值由人工通过表格进行对比和判断。

人工验证明显降低了验证的速度，对于一个复杂的逻辑门电路而言，研发过程中60～70%的时间用于验证，这大大降低了芯片上市的速度。

因此，如何快速、准确的完成电能计量芯片的验证工作，已成为亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电能计量芯片的验证方法，以解决现有技术中人工验证电能计量芯片速度慢，降低了芯片上市的速度的问题，其具体方案如下：

一种电能计量芯片的验证方法，包括：

获取测试向量；

根据所述测试向量对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据；

将所述测试数据与预先设置的参考结果进行比较，根据比较结果判断所述待测芯片数字功能是否正常。

进一步的，所述获取测试向量具体包括：

获取测试值，并进行遍历和组合，根据所述遍历和组合后的测试值生成测试向量；

将所述测试向量保存至测试向量库中，所述测试向量库中包括若干用于测试芯片的数字功能的测试向量；

从所述测试向量库中读取需要测试的测试向量。

进一步的，判断所述待测芯片数字功能是否正常之前，还包括：

从所述测试向量库中选择已完成测试的测试向量的下一个测试向量，进行配置，得到测试数据，并根据测试数据得到比较结果，直至需要测试的测试向量测试完成，根据各比较结果综合判断所述待测芯片数字功能是否正常。

进一步的，根据所述测试向量对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据，具体为：

根据所述测试向量对待测芯片进行配置，间隔预定时间后，获取测试向量对应的测试数据。

进一步的，根据所述测试向量对待测芯片进行配置，具体包括：

每个测试向量对待测芯片进行预定次数的配置。

进一步的，将所述测试数据与预先设置的参考结果进行比较，根据比较结果判断所述待测芯片数字功能是否正常，具体包括：

根据多组测试数据计算多组测试数据的跳差、平均值，以及平均值与参考结果之间的误差；

根据各项数值的通过阈值，判断多组测试数据的各项数值是否通过测试；

判断所述待测芯片数字功能是否正常。

进一步的，将所述测试数据与预先设置的参考结果进行比较，得到比较结果之后，还包括：

对测试数据及参考结果进行存储。

进一步的，还包括：根据不同的测试目的，选择不同的测试向量。

进一步的，还包括：根据不同的测试目的，选择不同的配置次数，得到不同组数的测试数据。

进一步的，对待测芯片进行配置具体包括：通过串口通信对待测芯片进行配置。

从上述技术方案可以看出，本发明公开的电能计量芯片的验证方法，通过获取测试向量信息，根据该信息对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据，根据测试数据与参考结果进行比较，得到比较结果，根据比较结果判断实时待测芯片是否正常。本方案通过自动读取测试向量，自动配置芯片，自动比较测试结果，实现了电能计量芯片验证的自动化，提高了芯片验证的速度及准确性，避免了人工比较的过程，减轻了技术人员的劳动量，提高了工作效率，进一步加快了电能计量芯片上市的速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种电能计量芯片验证方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的一种获取测试向量的方法的流程图；

图3为本发明实施例公开的一种判断芯片是否正常的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开了一种电能计量芯片的验证方法，其流程图如图1所示，包括：

步骤S11、获取测试向量；

测试向量用于测试电能计量芯片的数字功能是否正常，实现对电能计量芯片的FPGA（Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）验证。芯片的数字功能可以具体为逻辑和功能等数字上的实现。

步骤S12、根据测试向量对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据；

读取测试向量，将测试向量的信息转换成待测芯片的寄存器数据，将这些数据写入相应的寄存器，通过串口通信方式完成对芯片的配置，通过串口通信方式完成对芯片的读操作，即获取测试向量对应的测试数据。

步骤S13、将测试数据与预先设置的参考结果进行比较，根据比较结果判断待测芯片数字功能是否正常。

FPGA板上有信号发生源，提供多路信号源，并可以通过配置分别调整信号幅度、相位、频率等。电能计量芯片可以根据输入激励信号的变化以及校正值大小电压直流值、电压有效值、电流直流值、电流有效值、功率值等寄存器数据，并且可以通过某种通讯方式取得这些寄存器数据，具体的通讯方式与电能计量芯片的通信接口相关，可以具体为SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）、UART（Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通过异步收发传输器）等，但是，PC机一般有UART口，没有SPI口，对于UART可以直接通过上位机软件实现PC机遇被测芯片的通讯；对于没有串口芯片，需要通过其它硬件实现通讯转换，如STM32验证底板，基于PC机的上位机软件通过UART口发送命令给STM32验证底板的UART，告知需要配置的寄存器以及读取的寄存器，STM32验证底板与被测芯片通过SPI通讯往某些寄存器配置数据以及取得某些寄存器数据，再通过UART口发送给PC机。。

输入各通道的激励信号的表现形式为：

式中，F为模拟信号的频率，N为通道的个数，A_i为第i个通道信号的幅度，t为时间，为输入第i个通道的原始信号的初始相位。

根据测试向量值及计算公式计算功率、有效值等参考结果。

假设U=U_amp×sin(2πFt)，

其中，U_amp为电压通道信号幅度，IA_amp为IA通道信号幅度，IB_amp为IB通道信号幅度，为IA相对于U之间的夹角，为IB相对于U之间的夹角。

则A路有功功率为：

A路无功功率为：

电压有效值为：RU=U_amp/SQRT(2)×A2，

A路电流有效值为：RI=IA_amp/SQRT(2)×A2，

B路电流有效值为：RIB=IB_amp/SQRT(2)×A2，

B路有功功率为：

B路无功功率为：

根据参考结果与测试数据的比较，得出比较结果，并根据比较结果判断待测芯片的数字功能是否正常。若误差在阈值范围之内，则标注为TRUE，若在误差范围之外，则标注为FAIL。

本实施例公开的电能计量芯片的验证方法，通过获取测试向量信息，根据该信息对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据，根据测试数据与参考结果进行比较，得到比较结果，根据比较结果判断实时待测芯片是否正常。本方案通过自动读取测试向量，自动配置芯片，自动比较测试结果，实现了电能计量芯片验证的自动化，提高了芯片验证的速度及准确性，避免了人工比较的过程，减轻了技术人员的劳动量，提高了工作效率，进一步加快了电能计量芯片上市的速度。

进一步的，本实施例公开的电能计量芯片的验证方法，还可以包括：

步骤S14、对测试数据及参考结果进行存储。

记录测试数据及参考结果有利于后续的人工分析及校对，方便测试报告的生成，实现完整可回溯性数据的记录。其中，记录的内容可以包括：测试向量的文件名以及存储地址信息，测试向量的文件内容信息，各配置寄存器配置值，读取的芯片输出数据，理论计算数据等。

优选的，每个测试向量对待测芯片进行预定次数的配置。

由于不同的测试目的，重复不同的测试次数。例如：跳差测试，建议测试次数为6000次，对于其他功能测试，为了加快测试向量遍历速度，建议测试次数为5次。

优选的，根据测试向量对待测芯片进行配置，间隔预定时间后，获取测试向量对应的测试数据。

其中，间隔预定时间是为了使芯片在配置后达到稳定，以使得获取的测试数据准确。

另外，由于不同的滤波器其稳定时间不同，因此，预定时间根据芯片的不同而不同。若1028ms计量秒数据更新一次，则预设稳定时间为1028ms。

本实施例公开了一种获取测试向量的方法，其流程图如图2所示，包括：

步骤S21、获取测试值，并进行遍历和组合，根据遍历和组合后的测试值生成测试向量；

由于电压、电流、功率等各种数据跟信号源和校正值相关，测试向量包含各通道信号源幅度、相位、直流偏置以及频率、有效值校正值、功率校正值、角差校正值这些信息。

在生成测试向量时，首先，根据选择遍历某一项，全部遍历完之后存放在一个文件夹中，再选择遍历下一项，直至全部遍历完。

步骤S22、将测试向量保存至测试向量库中，测试向量库中包括若干用于测试芯片的数字功能的测试向量；

测试向量只要一次生成，保存到测试向量库中，以后测试无需再重新生成测试向量，直接从测试向量库中读取即可。

步骤S23、从测试向量库中读取需要测试的测试向量。

例如：有一个计量芯片有三路AD，分别是IA、IB、U。

测试IA线性度的测试值可以如下产生：

IA线性度测试中需要调整的是IA的幅度，FPGA中对电流有0-15共16个调整值，在这个测试值中只调整IA的电流，其它都保持不变，产生16个测试向量。

另外，在一个测试向量测试完成之后，进行下一个测试向量的测试，直至所有的测试向量测试完成，再根据所有的测试完成后的比较结果综合判断待测芯片的数字功能是否正常，以实现芯片验证的完整性。

上述举例中，可以生成的测试向量有：IA相角测试向量、IA DC测试向量、IB幅度测试向量、IB相角测试向量、IB、DC测试向量、U幅度测试向量、U相角测试向量、U DC测试向量、频率测试向量等信号源相关测试向量。除上述于信号源相关测试向量，还可以有与校正信息相关测试向量，包括：IA信号源数字增益测试向量、IB信号源数字增益测试向量、U信号源数字增益测试向量、角差测试向量、基波有效值比差校正测试向量、基波有功比差校正测试向量等。

本实施例公开了一种获取测试向量的方法，通过获取测试值，进行遍历和组合，根据遍历和组合后的测试值生成测试向量，将测试向量保存至测试向量库中，从测试向量库中读取需要的测试向量。本方案通过遍历和组合测试值生成测试向量，并通过测试向量组合成测试向量库，使后续测试过程中无需再单独生成测试向量，直接读取即可，节省了芯片的验证时间。

本实施例公开了一种判断芯片是否正常的方法，其流程图如图3所示，包括：

步骤S31、根据多组测试数据计算多组测试数据的跳差、平均值，以及平均值与参考结果之间的误差；

在读取完整的多次测试数据后，根据多组测试数据计算该多组测试数据的测试项与参考结果之间的误差，统计该误差是否在一定的误差范围内。

步骤S32、根据各项数值的通过阈值，判断多组测试数据的各项数值是否通过测试；

步骤S33、判断待测芯片的数字功能是否正常。

根据各项数值是否通过测试，再综合判断待测芯片是否通过测试。

本实施例公开的方案，通过计算多组测试数据的跳差、平均值以及平均值与参考结果之间的误差，实现对芯片单相测试的判断，进而实现对整个芯片测试的判断。本方案自动实现芯片的验证，提高了芯片验证的速度及准确性，避免了人工比较的过程，减轻了技术人员的劳动量，提高了工作效率，进一步加快了电能计量芯片上市的速度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以设置于PC机上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电能计量芯片的验证方法，其特征在于，包括：

获取测试向量，具体为：根据遍历和组合后的测试值生成测试向量；将所述测试向量保存至测试向量库中，所述测试向量库中包括若干用于测试芯片的数字功能的测试向量；从所述测试向量库中读取需要测试的测试向量；其中，测试向量包括：各通道信号源幅度、相位、直流偏置以及频率、有效值校正值、功率校正值及角差校正值的信息，在生成测试向量时，选择其中一项信息，其他信息的值保持不变，仅调整该项信息的值，组合形成该项信息的测试值，遍历该项信息的测试值，遍历完之后存放在一个文件夹中，再选择遍历下一项信息的测试值，直至遍历完全部信息的测试值；

根据所述测试向量对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据；

将所述测试数据与预先设置的参考结果进行比较，根据比较结果判断所述待测芯片的数字功能是否正常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断所述待测芯片数字功能是否正常之前，还包括：

从所述测试向量库中选择已完成测试的测试向量的下一个测试向量，进行配置，得到测试数据，并根据测试数据得到比较结果，直至需要测试的测试向量测试完成，根据各比较结果综合判断所述待测芯片数字功能是否正常。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述测试向量对待测芯片进行配置，并获取测试向量对应的测试数据，具体为：

根据所述测试向量对待测芯片进行配置，间隔预定时间后，获取测试向量对应的测试数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述测试向量对待测芯片进行配置，具体包括：

每个测试向量对待测芯片进行预定次数的配置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述测试数据与预先设置的参考结果进行比较，根据比较结果判断所述待测芯片数字功能是否正常，具体包括：

根据多组测试数据计算多组测试数据的跳差、平均值，以及平均值与参考结果之间的误差；

根据各项数值的通过阈值，判断多组测试数据的各项数值是否通过测试；

判断所述待测芯片数字功能是否正常。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述测试数据与预先设置的参考结果进行比较，得到比较结果之后，还包括：

对测试数据及参考结果进行存储。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：根据不同的测试目的，选择不同的测试向量。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：根据不同的测试目的，选择不同的配置次数，得到不同组数的测试数据。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对待测芯片进行配置具体包括：通过串口通信对待测芯片进行配置。