CN104102567B - 一种ic触摸芯片调试及模拟的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种IC触摸芯片调试及模拟的方法及装置，该方法包括对触摸芯片的功能验证和调试，所述方法将对触摸芯片的功能验证和调试过程通过图形化界面显示出来，便于人们观察和控制；所述图形化界面包括功能调试窗口和功能模拟仿真窗口，通过图像显示界面将功能调试和模拟仿真结合在一起，使得一套硬件能够针对触摸芯片的功能验证和调试进行处理，同时实现功能验证和模拟仿真的过程。

Description

一种IC触摸芯片调试及模拟的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种IC集成电路的测试方法，尤其涉及一种触摸芯片的功能验证和模拟方法和装置。

背景技术

目前IC设计中对触摸按键芯片灵敏度校准及功能仿真验证都在板级上实现，在传统的IC性能功能仿真局限于硬件仿真功能验证，局限在底层的开发，没有形成智能化的人机交互系统，每个功能需要能通过一套硬件来进行测试，随着测试性能及仿真的深化，功能验证和模拟仿真都需要大幅度提高硬件的性能，以得到准确的测试及仿真效果，然而这势必会导致硬件系统成本不断增加，效果却没有明显增加，导致开发周期变长，成本在增加。

在专利申请2007103017127中提出了一种网络芯片模块级功能验证测试平台的建立方法，包括被测模块的仿真参考模型的建立，所述测试平台的建立方法包括各模块和文件的建立，然后将激励产生模块的输出与被测模块和仿真参考模型的输入相连接，时钟和复位产生模块与被测模块和仿真参考模型的时钟和复位信号相连接，寄存器初始化模块与被测模块和仿真参考模型的寄存器相连接，CPU仿真模型与被测模块的CPU相连接，被测模块输出端连接到仿真参考模型中，组成网络芯片模块级功能验证测试平台。该方法采用仿真参考模型的方式进行测试，可以网络芯片验证中模块级功能验证的测试平台的建立时间，然而仿真模型仍然是以硬件为基础建立的，测试过程仍然需要高昂的硬件设备，并没有对测试进行进一步的改进，其次，仿真参考模型实际上是将特定的测试内容预先存储于仿真参考模型内，测试的结果和过程都受到仿真参考模型的限制。

专利申请2011103800804公开了一种芯片、芯片调试方法以及芯片与外部设备通信的方法该芯片，用于实现调试设备的即插即用，提高芯片系统调试的效率，降低设备调试和维修成本。该芯片包括处理器、调试端口、数据传输端口以及数据传输管脚，还包括：时分多路复用器，与所述数据传输管脚连接，用于根据所述处理器的控制，将经由所述调试端口和/或数据传输端口的信号通过所述数据传输管脚传送。本发明同时公开了一种上述芯片的调试方法以及上述芯片与外部设备进行通信的方法。该方法主要是通过时分多路复用器来实现测试信号的传输，然而仍然不能解决同时实现功能测试和模拟仿真，

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种IC触摸芯片调试及模拟的方法及装置，方法及装置能够显示测试及模拟过程，同时能够实现功能验证及模拟仿真的过程。

本发明的另一个目的在于提供一种IC触摸芯片调试及模拟的方法及装置，该方法及装置通过可视化的图形界面模拟调试和演示功能，使得整个系统具有高度的灵活性，在总体系统上体现是更加完善和人性化的设计，这样可以大大降低板级硬件成本，且易于实现。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种IC触摸芯片调试及模拟的方法，该方法包括对触摸芯片的功能验证和调试，其特征在于所述方法将对触摸芯片的功能验证和调试过程通过图形化界面显示出来，便于人们观察和控制；所述图形化界面包括功能调试窗口和功能模拟仿真窗口，通过图形化界面将功能调试和模拟仿真结合在一起，使得一套硬件能够针对触摸芯片的功能验证和调试进行处理，同时实现功能验证和模拟仿真的过程。

进一步，所述的图形化界面包括控制指令输入区域及显示区域，所述控制指令输入区域包括有连接、寄存器配置、接收数据、TRIM值扫描、保存数据、通道选择、检测控制、灵敏度控制及显示模式控制等按键，显示区域则分别用于显示调试的数据曲线、模拟仿真的效果。

进一步，所述图形化界面将调试窗口的功能验证过程，通过触摸芯片的频率曲线波形图进行显示。

所述的功能验证过程包括：

A、形成图形化界面。

设计图形化界面，并定义一个计数器，通过计数器在预设时间内进行对变化的频率计数，触摸芯片的频率变化时通过改变触片极与地之间的等效电容量使得感应频率变化，而触摸芯片的感应往往是由触摸时接触电容的变化因而使频率随着改变，计数器计数过程为有触摸动作引起触摸芯片的频率变化，是一个可变值，当计数在时间范围内的计算数值，时时检测和计算，触摸电容的可变电容值、计数器等数据传送给CPU进行处理，CPU则将上述数据通过图形化界面进行显示。

B、获得曲线波形图。上述的数据传输给CPU后，CPU对触摸按键的可变电容值推算出对应的振荡器的振荡频率，定时对频率进行计算，得到实时频率数据并把频率数据描绘曲线波形图。

C、进行曲线分析。利用曲线波形图进行特征分析，通过曲线的毛刺及脉宽可以得知触摸芯片的传感器灵敏度及电路设置的特性等。出现毛刺则是非正式接触产生的频率，是短时间内的数值，毛刺通常对应的数据在一定范围内变化较大；脉宽则是由触摸动作的计算的数值，是一个比较稳定的数值，在一定时间内变化较小。而电容式传感器的玻璃覆盖层为接触面当手触摸时，则会改变触片极与地之间的等效电容量，使之加大，通过电路检测这一变化就可以判断出来触片被触，传感器的信号输入系统，经过检测并计算后，对触摸面积的和对触摸界面作用力不同的曲线特征，通过曲线波形图呈现出来，便于人们通过曲线波形图对触摸芯片性能进行分析。

进一步，所述的模拟仿真过程包括：

切换至功能模拟模式，不断的接收数据，对数据做及时的分析和根据图形化界面对功能进行模拟仿真。

首先，灵敏度的校准是通过软件接口界面输入框输入触摸按键灵敏度(数值从0000H到FFFFH)，然后点击“设置灵敏度”按钮发送配置灵敏度命令，接着主控硬件端接收到灵敏度值则进行对触摸芯片进行灵敏度校验，校准成功后返回正确(ACK)应答，上位机弹出成功信息框；不成功则返回错误应答(NAK)，上位机弹出校准失败信息框，退出校验。

其次，进行显示模式选择，每种模式都有相应的触摸按键板与之相对应，模式选择好会对硬件进行模式配置，模拟仿真功能会被启动，图形化界面进行模拟仿真显示。在一切准备就绪后，每间隔一定的时间后，就会返回一帧触摸按键扫描结果，CPU会对数据结果解析，将数据在图形化界面中显示并进行图形化模拟仿真，最后功能模拟是一个循环过程，直到有模式变换才跳转其他线程。

一种IC触摸芯片调试及模拟的装置，该装置包括有CPU、按键电路，其特征在于该装置还包括传感器、存储器及显示器，所述CPU分别连接按键电路、传感器、存储器及显示器，将按键电路和传感器传输的数据运算后通过显示器进行显示，并储存于存储器中。该装置一是增加了显示器，对处理结果进行显示，二是将按键电路和传感器结合于一起，能够同时处理按键电路和传感器的信号，可以有效地将功能验证及模拟仿真的过程结合于一起，实现功能多样化和提高系统的灵活性，从而在总体上降低硬件成本。

所述IC触摸芯片调试及模拟的装置，还包括有扩展接口，通过扩展接口与外接设备进行连接。

本发明对触摸芯片的仿真和调试系统加入图形界面的显示功能，可以形象的对触摸芯片的功能验证和调试，设计人员可以通过界面可以对芯片的性能分析和调试功能设置，调试手段更加直接化，智能化程度更高，硬件的实现转移到软件算法和实现上来，模拟程度更高，成本降低，提高产品竞争力，把对板级的功能做到更简单并且丰富了模拟单板功能，使得整个系统具有高度的灵活性，在总体系统上体现是更加完善和人性化的设计，使得板级硬件成本可以降低。

附图说明

图1是本发明所实施的硬件结构示意图。

图2是本发明所实施的功能验证的调试界面示意图。

图3是本发明所实施的模拟仿真的演示界面示意图。

图4是本发明所实施的软件控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种IC触摸芯片调试及模拟的装置，如图1所示，该装置包括有CPU、按键电路，其特征在于该装置还包括传感器、存储器及显示器，所述CPU分别连接按键电路、传感器、存储器及显示器，将按键电路和传感器传输的数据运算后通过显示器进行显示，并储存于存储器中。该装置一是增加了显示器，对处理结果进行显示，二是将按键电路和传感器结合于一起，能够同时处理按键电路和传感器的信号，可以有效地将功能验证及模拟仿真的过程结合于一起，实现功能多样化和提高系统的灵活性，从而在总体上降低硬件成本。

该装置，还具有扩展接口，通过扩展接口与外接设备进行连接。

本发明实现的另一个核心，是IC触摸芯片调试及模拟的方法，该方法是利用软件系统做为主导控制，提供接口层界面进行对硬件设置和调试，模拟方式的选择，灵活模拟各种芯片的应用环境等，把成本转移到软件实现方式上来，硬件成本会相应的降低，提高产品竞争力。如图2、图3所示，软件控制分两大功能模块：一是调试模块，在顶层界面提供接口工程师可输入触摸按键灵敏度，寄存器配置窗口，通道选择等，由软件控制把各个配置发送到硬件端，下位机硬件端接收数据后对硬件进行配置和刷新，由硬件做主导的方式转为软件做主导，控制硬件的各个模块。二是模拟仿真模块。调试模块主要是对功能调试，对硬件初始化，配置寄存器，窗口通道，将通过协议处理数据或传输数据，设计图形化界面并进行定义一个计数器，计数器设定时间间隔，改变触片极与地之间的等效电容量，频率随着可变，在规定时间内进行对变化的频率计数，则可显示触摸动作即对触摸按键的可变电容值推算出触摸按键振荡器的振荡频率，定时对频率进行计算，得到实时数据并把数据以单位值坐标描绘曲线波形图，利用曲线进行特征分析，曲线的毛刺及脉宽可以得知触摸芯片的传感器灵敏度及电路设置的特性等，对触摸面积的和对触摸界面作用力不同的曲线特征，波形图都有较好的呈现和反馈；演示仿真模块对触摸芯片的灵敏度校准，模式选择可对不同的应用进行模拟，并用图形化界面进行模拟触摸芯片的功能，而且该方法具有良好地扩展功能，能够通过扩展接口兼容其他设备接口。

因此，结合图4所示，本发明的具体实现方法包括如下步骤。

201、触摸主控系统的上电各个模块的初始化完成，并同时启动PC端软件。

202、触摸系统底层与PC软件建立连接，一旦连接成功整个系统开始工作，否则等待状态。

203、系统开始工作，查询端口数据，解析指令，接收回传命令，解析数据，同时在查询连接状态。

204、一旦链接成功，PC软件发送配置数据，主控系统则对硬件进行相关的配置如通道配置，寄存器配置，灵敏度配置，模式选择等，配置完成则跳至步骤203。

205、调试。发送性能调试命令，触摸系统发送传感器转化的数据和TRIMMING值测试，对数据解析和对振荡频率统计分析。

205a形成图形化界面。设计图形化界面，并定义一个计数器，系统会先设计计数器，原理是预先设定一个固定数值，在时间内进行对变化的频率计数，由触摸芯片原理，我们可得出，触摸芯片的频率变化时通过触摸时接触电容的变化使得感应频率变化，而触摸芯片的感应往往是由触摸时对电容的变化因而频率随着改变，计数器计数过程为有触摸动作引起频率变化导致是一个可变值，当计数在时间范围内的计算数值，时时检测和计算，数据传送给软件端进行处理，软件根据数值描绘触摸按键的频率曲线图。

205b获得曲线波形图。对触摸按键的可变电容值推算出触摸按键振荡器的振荡频率，定时对频率进行计算，得到实时数据并把数据以单位值坐标描绘曲线波形图，

205c进行曲线分析。利用曲线进行特征分析，曲线的毛刺及脉宽可以得知触摸芯片的传感器灵敏度及电路设置的特性等，对触摸面积的和对触摸界面作用力不同的曲线特征，波形图都有较好的呈现和反馈，性能调试模式是一个循环过程，在步骤203开始查询。

206、模拟。切换至功能模拟模式，则硬件系统不断的接收数据，对数据做及时的分析和根据图形化界面对功能进行模拟仿真，首先而灵敏度的校准是通过软件接口界面输入框输入触摸按键灵敏度(数值从0000H到FFFFH)，然后点击“设置灵敏度”按钮发送配置灵敏度命令，接着主控硬件端接收到灵敏度值则进行对触摸芯片进行灵敏度校验，校准成功后返回正确(ACK)应答，上位机弹出成功信息框；不成功则返回错误应答(NAK)，上位机弹出校准失败信息框，退出校验。其次进行显示模式选择，每种模式都有相应的触摸按键板与之相对应，模式选择好会对硬件进行模式配置，模拟仿真功能会被启动，图形化界面进行模拟仿真，在一切准备就绪后，硬件在时间间隔就会返回一帧触摸按键扫描结果，对数据结果解析，根据数据在图形界面中并进行图形化模拟仿真，最后模拟功能模块是一个循环过程，直到有模式变换才跳转其他线程。

触摸系统是循环查询工作状态的一个过程，不断的查询，命令的解析，子流程不断功能实现，目的把硬件功能通过软件进行调试和仿真，实现智能化。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种IC触摸芯片调试及模拟的方法，该方法包括对触摸芯片的功能验证和调试，其特征在于所述方法将对触摸芯片的功能验证和调试过程通过图形化界面显示出来，便于人们观察和控制；所述图形化界面包括功能调试窗口和功能模拟仿真窗口，通过图形化界面将功能调试和模拟仿真结合在一起；所述图形化界面将调试窗口的功能验证过程，通过触摸芯片的频率曲线波形图进行显示；所述的功能验证过程包括：

A、形成图形化界面，设计图形化界面，并定义一个计数器，通过计数器在预设时间内进行对变化的频率计数，触摸芯片的频率变化时通过改变触片极与地之间的等效电容量使得感应频率变化，而触摸芯片的感应往往是由触摸时接触电容的变化因而使频率随着改变，计数器计数过程为有触摸动作引起触摸芯片的频率变化，是一个可变值，当计数在时间范围内的计算数值，时时检测和计算触摸电容的可变电容值、计数器数据传送给CPU进行处理，CPU则将上述计算数值，时时检测和计算触摸电容的可变电容值、计数器数据通过图形化界面进行显示；

B、获得曲线波形图，上述的计数在时间范围内的计算数值、时时检测和计算触摸电容的可变电容值、计数器数据传输给CPU后，CPU对触摸按键的可变电容值推算出对应的振荡器的振荡频率，定时对频率进行计算，得到实时频率数据并把频率数据描绘曲线波形图；

C、进行曲线分析，利用曲线波形图进行特征分析，通过曲线的毛刺及脉宽可以得知触摸芯片的传感器灵敏度及电路设置的特性；出现毛刺则是非正式接触产生的频率，是短时间内的数值，毛刺通常对应的数据在一定范围内变化较大；脉宽则是由触摸动作的计算的数值，是一个比较稳定的数值，在一定时间内变化较小；而电容式传感器的玻璃覆盖层为接触面当手触摸时，则会改变触片极与地之间的等效电容量，使之加大，通过电路检测这一变化就可以判断出来触片被触，传感器的信号输入系统，经过检测并计算后，对触摸面积的和对触摸界面作用力不同的曲线特征，通过曲线波形图呈现出来。

2.如权利要求1所述的IC触摸芯片调试及模拟的方法，其特征在于所述的图形化界面包括控制指令输入区域及显示区域，所述控制指令输入区域包括有连接、寄存器配置、接收数据、TRIM值扫描、保存数据、通道选择、检测控制、灵敏度控制及显示模式控制等按键，显示区域则分别用于显示调试的数据曲线、模拟仿真的效果。

3.如权利要求1所述的IC触摸芯片调试及模拟的方法，其特征在于所述的模拟仿真过程包括：

切换至功能模拟模式，不断的接收数据，对数据做及时的分析和根据图形化界面对功能进行模拟仿真；

首先，灵敏度的校准是通过软件接口界面输入框输入触摸按键灵敏度，然后点击“设置灵敏度”按钮发送配置灵敏度命令，接着主控硬件端接收到灵敏度值则进行对触摸芯片进行灵敏度校验，校准成功后返回正确应答，上位机弹出成功信息框；不成功则返回错误应答，上位机弹出校准失败信息框，退出校验；

其次，进行显示模式选择，每种模式都有相应的触摸按键板与之相对应，模式选择好会对硬件进行模式配置，模拟仿真功能会被启动，图形化界面进行模拟仿真显示；在一切准备就绪后，每间隔一定的时间后，就会返回一帧触摸按键扫描结果，CPU会对数据结果解析，将数据在图形化界面中显示并进行图形化模拟仿真。