消费类音视频SoC系统的ATE测试

消费类领域的融合正在加速，在消费类电脑以及通信应用中，由于每个设备不断地增添新的功能，它们之间的界线变得更加模糊。例如无线手机，仅此一个设备现已内置数码摄像机、视频、因特网与电子邮件接入、多媒体消息、MP3播放机、位置服务、PDA功能、甚至有广播MTV。

无线手机出现高品质音视频应用后，需要更快的取样率、更宽的动态范围，更大的内存。即使在汽车的有限空间内，想要实现多声道音频和高分辨率位置显示的存储带有DVD信息的全球定位系统(GPS)接收机，更需要高品质的音视频。

消费类应用的融合突显系统级集成的重要性，这是RF、混合信号、高速接口、电源管理，内存和高性能处理器的集成。为了缩小体积，降低成本和功耗，这类器件是用系统芯片(SoC)或单封装系统制作的。随着功能以及各种芯核的增加，引脚数也在不断增加，以满足数字控制线和数据线的要求。

行业专用的测试要求

随着大批量消费类行业中SoC与SIP日趋复杂化，低成本与高器件寿命周期这两个基本要求的矛盾更加突出。消费者要求在相同或更低成本基础上提高性能，同时还常常提出新的改进。因此必须以低成本而又极其快速地对元器件进行彻底的测试。

在极大地减少ATE体系结构吞吐率开销的同时，在测试中能提供更多的并行处理能力，可能妥善地解决测试日趋复杂化器件带来的附加时间问题。为了解决前沿消费类器件中新出现的模拟芯核难题，除了上述两项措施外，还要保证ATE硬件的分辨率与精度。

音频DAC与ADC

高集成度SoC器件，如图1所示的无线手机基带处理器，内置多个性能各异的功能块，承受着规范和测试时间的双重压力。

简单的10位有效分辨率和4KHz带宽能满足早期无线手机的音频质量要求。最新的发展趋势表明，器件能支持规范要求更严格的CD品质音频性能，立体声以及环绕声效果。市场上声称具有24位音频分辨率，实际有效性能一般有16位至17位，相当于98dB至104dB的动态范围，带宽为20KHz。

当消费类采用分立的CD品质DAC和ADC时，由于拥有提高器件价格的主动权，ATE相关的测试成本尚能应付。而在SoC中集成CD品质芯核时，由于附加功能增加了测试时间，以及对测试成本(COT)的负面影响，提高器件价格已不能弥补ATE测试成本的增加。

音频芯核测试时间推导实例

对混合信号动态测试，防止频谱在分析过程中产生的频谱中泄漏是至关重要的。因此，必须满足下列关系式：

M/N=Ft/Fs

式中，M为捕获周期的个数；N为取样点数；Ft为测试信号频率；Fs为取样频率。

对低保真音频器件，如ADC输入的微音器或DAC输出的耳机，采用8KHz取样频率，相当于4KHz带宽。若测试信号频率为1.03125KHz，相对于8KHz取样频率和512点采集，可以捕获66个周期。取样时间等于取样点数除以取样频率，即64ms。音频测试需10次以上的测试，包括多个增益状态；空闲声道噪声(ICN)，串扰(XTALK)和互调畸变(IMD)，这样，既使是对简单的芯核，总测试时间也需650ms。

从ATE的模拟或数字捕获存储器向工作站传送20位取样数据，其测试开销亦是十分可观的。为了确定供分析的数据传送量，20位乘以取样点数N，再乘以测试芯核的测试量次数。本例中，20位×512点×10次测量，总计为102400位。假定模拟模块与工作站间的带宽为1MB，测试DAC芯核的传送时间约为100ms。数字捕获存储器传送开销在相同带宽下也是100ms。因此，对语音品质DAC和ADC测试，200ms传送开销将总测试时间增加到1500ms(650ms＋650ms＋200ms)。

ATE体系结构的并行测试开销

想要进一步说明这个问题，考虑环绕声音频处理器对测试时间的影响。AC3数字音频提供6路模拟输出：前置L/R；环绕声L/R；中央扬声器和超低单扬声器。从模拟观点，这些器件需要高动态范围与并行测试的结合。

CD品质动态范围和带宽要求更高的取样率。采用上面的公式而以Fs=4.8KHz代之，取样时间为10.7ms。考虑到硬件设置、测试稳定和其它开销，测试时间取15ms。再考虑到10次以上的测量次数，总测试时间上升到150ms。这样对每个位置6声道，串行测试实施方案将需900ms。

4测试点实施方案能充分利用多个波形数字化仪并行测试的优势。但数据传送在多测试点测试中仍是串行的，传送开销是要累计的。因此，即使采用4个波形数字化仪，4测试点测试实施方案需900ms+4×600ms=3300ms。

多标准无线基带处理器

无线设备在同一部手机中设置了多个标准。为了支持这些标准，芯片组常常具有冗余的基带模拟变换器和RF收发器。如在音频环绕声处理器中，无线基带处理器中众多模拟芯核对测试时间造成巨大的影响。测试这些器件的主要难题是如何在模拟测试硬件中设置充