消費(fèi)類音視頻SoC的測試

消費(fèi)類領(lǐng)域的融合正在加速，在消費(fèi)類電腦以及通信應(yīng)用中，由于每個(gè)設(shè)備不斷地增添新的功能，它們之間的界線變得更加模糊。例如無線手機(jī)，僅此一個(gè)設(shè)備現(xiàn)已內(nèi)置數(shù)碼攝像機(jī)、視頻、因特網(wǎng)與電子郵件接入、多媒體消息、MP3播放機(jī)、位置服務(wù)、PDA功能、甚至有廣播MTV。
無線手機(jī)出現(xiàn)高品質(zhì)音視頻應(yīng)用后，需要更快的取樣率、更寬的動(dòng)態(tài)范圍，更大的內(nèi)存。即使在汽車的有限空間內(nèi)，想要實(shí)現(xiàn)多聲道音頻和高分辨率位置顯示的存儲帶有DVD信息的全球定位系統(tǒng)（GPS）接收機(jī)，更需要高品質(zhì)的音視頻。
消費(fèi)類應(yīng)用的融合突顯系統(tǒng)級集成的重要性，這是RF、混合信號、高速接口、功率管理，內(nèi)存和高性能處理器的集成。為了縮小體積，降低成本和功耗，這類器件是用系統(tǒng)芯片（SoC）或單封裝系統(tǒng)制作的。隨著功能以及各種芯核的增加，引腳數(shù)也在不斷增加，以滿足數(shù)字控制線和數(shù)據(jù)線的要求。
行業(yè)專用的測試要求
隨著大批量消費(fèi)類行業(yè)中SoC與SIP日趨復(fù)雜化，低成本與高器件壽命周期這兩個(gè)基本要求的矛盾更加突出。消費(fèi)者要求在相同或更低成本基礎(chǔ)上提高性能，同時(shí)還常常提出新的改進(jìn)。因此必須以低成本而又極其快速地對無器件進(jìn)行徹底的測試。
在極大地減少ATE體系結(jié)構(gòu)吞吐率開銷的同時(shí)，在測試中能提供更多的并行處理能力，可能妥善地解決測試日趨復(fù)雜化器件帶來的附加時(shí)間問題。為了解決前沿消費(fèi)類器件中新出現(xiàn)的模擬芯核難題，除了上述兩項(xiàng)措施外，還要保證ATE硬件的分辨率與精度。
DACG與ADC
高集成度SoC器件，諸如圖1所示的無線手機(jī)基帶處理器，內(nèi)置多個(gè)性能各異的功能塊，承受著規(guī)范和測試時(shí)間的雙重壓力。
簡單的10位有效分辨率和4KHz帶寬能滿足早期無線手機(jī)的音頻質(zhì)量要求。最新的發(fā)展趨勢表明，器件能支持規(guī)范要求更嚴(yán)格的CD品質(zhì)音頻性能，立體聲以及環(huán)繞聲效果。市場上聲稱具有24位單頻分辨率，實(shí)際有效性能一般有16位至17位，相當(dāng)于98dB至104dB的動(dòng)態(tài)范圍，帶寬為20KHz。
當(dāng)消費(fèi)類采用分立的CD品質(zhì)DAC和ADC時(shí)，由于擁有提高器件價(jià)格的主動(dòng)權(quán)，ATE相關(guān)的測試成本尚能應(yīng)付。而在SoC中集成CD品質(zhì)芯核時(shí)，由于附加功能增加了測試時(shí)間，以及對測試成本（COT）的負(fù)面影響，提高器件價(jià)格已不能彌補(bǔ)ATE測試成本的增加。
單頻芯核測試時(shí)間推導(dǎo)實(shí)例對混合信號動(dòng)態(tài)測試，防止頻譜在分析過程中產(chǎn)生的頻譜中泄漏是至關(guān)重要的。因此，必須滿足下列關(guān)系式：
M/N=Ft/Fs
式中，M為捕獲周期的個(gè)數(shù)；N為取樣點(diǎn)數(shù)；Ft為測試信號頻率；Fs為取樣頻率。
對低保真音頻器件，如ADC輸入的微音器或DAC輸出的耳機(jī)，采用8KHz取樣頻率，相當(dāng)于4KHz帶寬。若測試信號頻率為1.03125KHz，相對于8KHz取樣頻率和512點(diǎn)采集，可以捕獲66個(gè)周期。取樣時(shí)間等于取樣點(diǎn)數(shù)除以取樣頻率，即64ms。音頻測試需10次以上的測試，包括多個(gè)增益狀態(tài)；空閑聲道噪聲（ICN），串?dāng)_（XTALK）和互調(diào)畸變（IMD），這樣，既使是對簡單的芯核，總測試時(shí)間也需650ms。
從ATE的模擬或數(shù)字捕獲存儲器向工作站傳送20位取樣數(shù)據(jù)，其測試開銷亦是十分可觀的。為了確定供分析的數(shù)據(jù)傳送量，20位乘以取樣點(diǎn)數(shù)N，再乘以測試芯核的測試量次數(shù)。本例中，20位