嵌入式软硬件：测试和测量挑战

嵌入式测试,偏向于硬件方面的测试

入门手册嵌入式系统：测试和测量挑战

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嵌入式系统：

测试和测量挑战

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目录

嵌入式系统概述 3-6

行业推动因素 3市场趋势和推动因素 4工程设计需求和响应 4嵌入式设计的各种单元 5嵌入式设计的关键测试挑战 6微处理器和微型控制器 7-11

调试嵌入式处理器 7高级语言源代码支持 8符号支持 9性能分析支持 9最坏情况执行时间支持 10现场可编程门阵列(FPGAs) 12-17

FPGA设计流程概述 13设计阶段 13调试和检验阶段 13FPGA调试方法 13嵌入式逻辑分析仪核心 13外部示波器 14外部混合信号示波器 14外部逻辑分析仪 14选择适当的FPGA调试方法 15小结 17存储器 18-25

SDRAM 20DDR SDRAM 20DDR2 SDRAM 21DDR3 SDRAM 22内存系统设计 23设计仿真 23设计检验 23检验策略 23SDRAM检验 24

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低速串行总线 26-30

测量挑战 29触发与搜索 30小结 30高速串行总线 31-36

高速串行标准 32测量挑战 33小结 36电源 37-43

开关式电源基础知识 37检定SMPS(开关式电源)性能 38电气特点 38磁性特点 39输入/输出(I/O)分析 39电源设计 40测量基础知识 40探测考虑因素 42自动进行功率测量 42强大的测量功能 43数字RF技术 44-50

频谱使用方式发生变化 44工程设计挑战 45测试数字RF技术 46测量工具 46数字RF应用 48信号源 50未来整体展望 51

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嵌入式系统概述

嵌入式系统是采用专用微处理器或微型控制器的紧凑型专用途计算设备，一般执行非常具体的预先规定的任务，旨在满足特定的功能，或者集成在大得多、复杂得多的设备内部，如汽车系统、航空电子、网络设备、工业控制、医疗器械、消费电子和通信网络。

在摩尔定律的作用下，技术成本不断降低、性能不断提高，导致更小、更强大的处理设备集成到各种日常物品中。

但是，真正的重大技术发展是分散化普及计算技术，以前孤立的设备将变得更加智能，并连接到网络上。

顾名思义，嵌入式设备是物体中采用的传感器、处理器和控制器，这些器件与周围环境、人及相互之间交互，它们结合在一起，满足高度专业化的应用和需求。

行业推动因素

各行各业正在使用嵌入式技术，提供新应用和新服务。

最重要的是，许多行业正在领跑“电子器件深入生活”的大趋势，包括：

■ 消费电子：设计复杂性不断提高，正推动消费电子行

业更多地使用嵌入式系统。从先进的多功能手机到数字电视，这些应用正采用各种嵌入式设备，包括计算机、微处理器或其它电子器件，如现场可编程门阵列(FPGA)和传输电子。消费者日益希望把这些设备与其它产品集成起来，并能够在出现新技术时升级这些嵌入式设备。

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■ 工业电子：工厂自动化、工艺控制、发电和管理、安

全和环境监测都离不开嵌入式电子系统。质量、高效操作、数据和信息管理等商业需求正推动着人们更广泛地使用电子控制和管理系统。

■ 汽车：在现代汽车中，估计电子器件的成本大约要占

到总成本的25%。有人估计，到2010年，这一比例将提高到40%。普通新汽车内部都装有数十个微处理器，控制着从引擎到无线电的各种功能。某些高端汽车包括100多个微处理器和微型控制器。许多控制器件非常微小，如后视镜内部的自动变暗芯片。从8位控制器到32位处理器，汽车嵌入式系统为防抱死刹车、牵引和稳定控制及引擎管理提供了电子控制功能。

■ 航空电子：飞机中广泛采用嵌入式电子，如驾驶仓仪

表、航空数据、惯性系统、引擎控制、发电、水力、燃料系统、自动驾驶仪、导航、GPS、ILS、起落装置、飞行翼面、狭板、副翼等等。创新仍在继续，例如，直升机内部新的全自动自适应转子系统能够降低起飞和降落时的噪声，还能降低飞行过程中的振动。

■ 医疗：嵌入式系统广泛用于患者监测和诊断、手术室

和MRI和PET扫描装置等技术设备中。外科机器人可能很快会应用于手术室中。最近，人们已经采用‘单片系统’(SOC)集成技术，建立化学和生物实验室，能够在医疗服务站执行分析，而不必等一两天才能获得实验室结果。在“非技术”应用中，采用嵌入式系统的假肢可以与真肢协调活动，这些嵌入式系统基于科学的步法分析和生物力学的研究，这些研究根据来自各种传感器的输入，在微处理器和软件控制下执行。

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■ 通信：传统模拟技术正与新型数字技术融合在一起，

在其推动下，通信行业中大量采用嵌入式技术，如面向多媒体网络的基于传统语音和时分复用(TDM)的网络，把语音和数据(包括视频)集成到全球定位和跟踪系统等领域中。网络处理器正日益用于交换机、网关、路由器和其它通信设备中，如安全和控制平面处理器，管理性能、功耗、流量管理和其它嵌入式功能。IP语音(VoIP)芯片也正越来越多地嵌入到整个网络中。

市场趋势和推动因素

除推动嵌入式系统开发的行业外，还有大量的市场动力：

■ 功能和智能不断提高: 消费者对性能更高的设备及更

丰富、更智能用户界面的需求正不断增长，并要求这些设备能够与其它设备无缝通信。从传感器网络到节能设备的新应用正继续推动着性能提高。

■ 尺寸缩小: 越来越多的功能正被采用到日益缩小的设

计和设备中。

■ 成本下降: 除预计更高的性能外，“市面上流行的”技

术和规模经济实现的设计和制造效率，正日益推动价格下降。

■ 降低功耗: 在大多数情况下，特别是对便携式设备，降

低功率要求，以延长电池使用寿命，或降低运行成本使一个产品可能在市场中取得成功。

■ 互通: 通过有线和无线标准化

I/O接口实现“即插即

用”连接，为嵌入式智能应用创造了新的机会。

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工程设计需求和响应

为满足不同行业和市场需求带来的挑战，一些范围需要产品工程师团队 …… 此处隐藏：16486字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……