PROGETTAZIONE, REALIZZAZIONE E COLLAUDO DI UN SISTEMA EMBEDDED PER L’ANALISI IN TEMPO REALE DI SEGNALI INTERNI A CIRCUITI INTEGRATI MIXED-SIGNAL

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Il seguente lavoro di tesi è stato realizzato presso l’azienda di Navacchio, SensorDynamics (SD).Obbiettivo principale è stato quello di realizzare una sistema, basato su dispositivo programmabileFPGA, in grado di prelevare i dati provenienti da un ASIC under testattraverso due appositi pin e renderli disponibili per la lorovisualizzazione su PC. All’interno dell’ASIC è stato implementato un IP (intellectual property) che sfrutta l’AMBA bus APB già presente al suo interno. Tale IP è configurabile ed preleva 8 segnali a 32 bit.I dati, una volta trasmessi sui due pin dedicati, vengono prelevati dall’ADSI (Advanced Digital Signal Inspector) che si occupa di interpretare il loro contenuto e di inviarli su di un PC dove rende possibile la loro visualizzazione in real time. Conteporanemante, attraverso una memoria SRAM, permette l’acquisizione dei segnali a partire da un determinato evento (impostato con un segnale di trigger) per eseguire analisi post processing.L’ADSI dispone di una connessione USB con il PC e di una comunicazione UART con l’ASIC under test. Questo permette di configurare l’ASIC direttamente dall’ADSI sfruttando un’unica connessione USB con il PC.L’architettura è controllata da una CPU8051 che, a sua volta, è gestita da un apposito firmware. Tale firmware, basandosi su un processo di interruzioni,riconosce quali dati provenienti dal PC sono destinati al settaggio dell’ASIC e quali invece sono indirizzati all’ADSI. I primi vengono così girati sulla seconda UART.Il sistema è stato descritto in linguaggio VHDL sfruttando il programma Active-HDL ed è stato sintetizzato su di una board basata su di un dispositivo programmabile FPGA a 400 Kgates.Per quanto concerne invece il lato Software è stato implementato attraverso Labview tutto quello che riguarda la gestione della scheda: all’utente è mostrata un’interfaccia grafica attraverso la quale si può settare nel dettaglio l’ASIC (è possibile scegliere il componente da analizzare tra quelli realizzati da SD) e settare tutte le funzioni dell’ADSI.L’interfaccia grafica è composta da tre finestre principali: una per la gestione dell’Oscilloscopio Virtuale e per la visualizzazione dei segnali in tempo reale, una per configurare l’ASIC e l’ADSI, e una terza per controllare lo scaricamento della memoria per la modalità Snapshot.La gestione delle istruzioni generate con Labview viene eseguita da una apposita DLL di proprietà della SD.Per quanto concerne i dati provenienti dalla memoria SRAM essi vengono salvati su file già formattato in modo da visualizzarne il contenuto in grafici attraverso Matlab.Sulla scheda è stato aggiunto anche un convertitore analogico digitale al fine di controllare i test svolti sui chip.