1、基于嵌入式 AndesCore 的功率自动化测试系统摘 要 嵌入式系统因其低功耗、低成本、高性能特点被广泛应用，而现代制造工业中对制造设备的系统实时性和低功耗具有更高的要求，本文基于晶心科技生产的 32 位 AndesCore 嵌入式处理器，实现生产线的功率自动化测试，较 Cortex 内核的 ARM 处理器具有更低的功耗，具有较强的工程实用价值。 关键词 嵌入式 AndesCore 自动化测试 电子设备在生产过程中都需对其进行耗能测试，以检测设备在其设计及其制造工艺满足要求。本文所采用晶心科技生产的 AndesCore 处理器，采用全新的 16/32 位元混合指令集架构，具有更小的程序代码1
2、，使产品制造成本降低同时，也降低了产品功耗，有助于能耗控制。 一、系统设计 1、AndesCore 简介。晶心科技 AndesCore N8 处理器采用了AndeStar V3m 架构，其具有 3 阶流水，4 个可程序优先等级的 16 个直接中断。将其与同等级别的 ARM 架构的 Cortex 内核的处理器相比较，N8 在低功耗方面具有明显的优势，其乘法器工作周期更短，并具有其他处理器所不具备的硬件除法器，从而极大方便了对生产线的控制需求2。 2、系统设计。该系统的设计目的是控制生产线运行，再根据产品的型号执行不同的检测方案，实现对功率的自动化测试，最后将测试结果显示在工位指示牌上，并通过 C
3、AN 总线将测试结果上传到控制主机，以加强对制造工艺的管控。 硬件平台 各个模块说明如下：存储模块用于存储控制主机下发的测试方案；条码读取模块用于确认机器型号以快速调用配置方案；人机界面则提供测试方案手动输入和现场控制；CAN 通信模块实现现场数据通信；功率测试模块可选择外部功率测试仪器，也可选择系统本身自带的功率测试模块；控制模块提供 10 个采用光电隔离的继电器控制端口，以控制生产线的整体运行。 软件架构。本系统采用的是 AndesSightTM 1.4 软件集成开发环境，其强大的调试功能可方便系统调试，并且具有软件及系统层次支持等特点。测试系统采用了 C/OS-II 实时操作系统，利用该
4、操作系统的多任务内核实现并行测试，从而提高测试效率。C/OS-II 操作系统不支持并行任务3，因此需采用先进先出的策略，以避免工件滞留问题。 二、功率测试 1、测试设计。因制造工艺问题，同型号产品其耗能值不是一个固定值，而是一个近似的正态分布4。并且由于功率测量仪测量误差W 的客观存在，不可能准确实现对额定功率 PRD 判定点的测量，其测量值只能在一个很窄的模糊区 PRDW 内。实践表明，被测设备在正常状态耗能值 PRD 波动，不是稳定值，而瞬时值都会超公差值，但平均值还是处于 SPEC 内，如图 2 所示。 这就造成生产调试、实际检验时数据发生波动，从而影响判断准确度。为了提高准确度，需要加
5、大测量时间（能源之星标准：检测稳定时间为 3 分钟）但生产线做不到。因此采用如下的测量方案：以生产线站位节拍为测量时间，将测量值与设定值曲线进行匹配，若小于生产工艺规定的W 即可判定合格。 2、测试流程。根据不同机种，程序需对每步的采样时间进行设定。例如上电时功率变化如图 3 虚线的机种，可在 S2 阶段强制性设定检测时间，并由测试系统控制供电时间，从而避免误判，适应不同机种的需要。说明： v1：功率的上升门阀值； v2：功率的下降门阀值； S1：被检机器未进入站位时功率值变化曲线； S2：被检机器刚加电时功率值变化曲线，例如实线为机种 1，虚线为机种 2； S3：Power-On 模式功率值
6、变化曲线； S4：Power-On 转 Power-Saving 功率值变化曲线； S5：Power-Saving 模式功率值变化曲线。 被检机器进入检测站位时为断电状态，进入站位后方才加电。被检机器加电后功率迅速进入 Power-On 模式（正常工作状态） ，稳定一段时间后由于无信号加载，被检机器功率进入 Power-Saving 模式（待机工作状态） 。根据检测要求，分别对机器的 Power-On 模式下的最高功率、Power-Saving 模式下的最高功率进行检测。为减小误判几率，需设立 2个门阀值，第一个门阀值（v1）为进入 Power-On 模式的判断依据，超过此值方才认为进入 Po
7、wer-On 功率，第二个门阀值（v2）为进入 Power-Saving 的判断依据，v2 值必须低于 v1，且二者差值在条件允许下尽可能大。若出现 NG 情况，为保证系统与产线同步，重测时需停止对产品进行供电，直到功率值在设定时间内一直为零后，方才能进入重测环节。 三、结束语 通过分析电子产品的功率值在上电过程中的特点，设计了一套基于AndesCore 处理器的测试系统，实现了对电子产品功率的自动化测试，该芯片在功耗上的明显优势有利于测试系统的节能。 参考文献： 1 周杰. C/OS-II 在 AndesCore N1033A-S 上的移植J. 中国集成电路， 2011， 20（8）：77-81. 2 范云龙， 方安平， 李宁. Cortex-M0 处理器初探J. 单片机与嵌入式系统应用， 2010， （6）： 78-79. 3 黄土琛， 宫辉， 邵贝贝. C/OS-III 对任务调度的改进J. 单片机与嵌入式系统应用， 2012， 12（11）：78-81. 4 郭景涛， 许匡， 王飞， 等. 基于经验分布函数的功率稳定度计算方法J. 计量技术， 2009， （5）： 51-53. （作者：余攀峰 1984-，男，武汉，湖北轻工职业技术学院机电工程系助理工程师）
