嵌入式芯片测试系统设计

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摘要：该文针对微型IT设备嵌入式芯片构建了一整套嵌入式测试系统，该系统主要包括源代码的输入与保存，源文件的读取与显示，交叉编译，串口的输入输出和程序运行日志五个部分，同时也对该系统的整体性和灵活性问题进行了相应的探究，力图为嵌入式芯片的发展奠定良好的基础。

关键词：嵌入式芯片;FPGA;人机交互界面

嵌入式芯片是当前一些主流数码设备的核心部件，也是嵌入式系统的硬件基础。嵌入式系统是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。简单地说，嵌入式系统集系统的应用软件与硬件于一体，类似于PC中BIOS的工作方式，具有软件代码小、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合于要求实时和多任务的体系。

嵌入式芯片主要包括FPGA芯片(Field Programmable Gate Array 现场可编程门阵列)，MCS-51系列芯片等等。本文主要介绍面向嵌入式芯片的指令测试系统。

一、系统架构

测试系统的主体是面向嵌入式芯片的人机交互界面。它为用户提供了检测芯片指令集的各种便捷操作。

为了更好的实现测试体系的各项功能，笔者在编写程序时，将测试系统人为的分成了几个模块。这些模块之间有着非常紧密的联系，每一步的实现都是下一步成功运行的基础。

测试体系的主体架构主要分为五个部分：

(一)源代码的输入与保存

用户可以通过编辑框输入代码，实现程序的编写。此外系统还为用户提供了编辑框的清空操作，并可以自动将编写的代码保存为.asm文件。

(二)源文件的读取与显示

用户可以将已经编写好的源文件读入系统，并对其进行编辑。

(三)交叉编译

系统对读入的源文件进行编译，期间用户可以自动配编译工具，编译完成后系统将自动报错。

(四)串口的输入输出

系统可以将用户指定的二进制文件送到串行口中，并发送至连接到PC端的8051芯片中。发送成功后，系统将显示已经发送的信息。

系统可以自动接收来自串口的消息，并显示在相应的列表框中。

(五)程序运行日志

系统在用户运行了测试体系之后，即程序的出口处，自动生成程序的运行日志，它为用户显示了程序运行的各项参数，例如程序运行时间，串口状态等。

此外系统为了使用户可以更加方便自如的使用本测试框架，在每一部分的实现过程中，都充分考虑了软件的灵活性，尽可能的让用户自主配置测试体系的各项参数。

二、系统设计

(一)整体性

作为嵌入式测试系统的人机交互界面，在其设计的过程中必然要形成一套完备的软件体系，即保证程序运行的整体性。这关系到整个测试系统的完整性和稳定性。

源代码输入和源文件读取部分主要是将指令集测试代码导入到系统中。交叉编译部分的工作是对导入系统的测试代码进行编译处理，以便用户对测试代码进行调试。串口检测部分是将编译通过的测试程序所生成的二进制文件以8位字符串的形式送入串口，经过开发板的运行以后，将结果通过串口输出到指定的LCD显示屏或PC上，从而验证测试程序的可执行性。程序运行日志是对整个程序运行的效率和稳定性向用户提供的反馈信息。

(二)灵活性

在保证程序运行的整体性的同时，为了使测试体系的使用更加的方便，提高测试体系进一步完善的空间，就必须保证各功能模块的灵活性。在源代码输入和源文件读取的部分，系统默认的输入程序是汇编程序，但用户也可以输入C程序，JAVA程序，XML程序等多种程序语言。同时，在交叉编译部分也可以通过调用不同的编译器和链接器对这些程序编译调试，这无形中将单一的面向嵌入式芯片的汇编编译器扩展为集C语言编译器，JAVA语言编译器和XML语言编译器等多种编译器于一体的集成编译环境，从而实现强大的编译功能。串口检测部分为用户提供串口参数的配置框，并支持串口信息的发送与接收，从而使测试体系具有了类似超级终端的串口通信功能，这也为用户对串口操作提供了极大的方便。

三、结束语

作为当前主流的数码产品的关键部件，嵌入式芯片必然会在未来的IT市场上占有越来越重要的地位。本文所探讨的嵌入式芯片测试系统正是基于这样的考量，不但从源代码的输入与保存，源文件的读取与显示，交叉编译，串口的输入输出和程序运行日志这五个模块来构建测试系统，而且还从程序设计的整体性和灵活性两个方面，对该系统进行了评测。未来的嵌入式系统和普通的计算机系统在微型化和小型化方面将会趋于一致，而测试系统也可以进一步扩展为对整个计算机系统进行相应的检测。希望测试系统能为嵌入式芯片的发展做出一定的贡献。

参考文献：

[1]胡振华.VHDL与FPGA设计[M].北京:中国铁道出版社,2003.

[2]陈荣,陈华.VHDL芯片设计[M].北京:机械工业出版社,2006.

[3]张大波,吴迪,郝军.嵌入式系统原理设计与应用[M].北京：机械工业出版社,2005.

[4]邓华,毛岩,吉正.VisualC++案例教程[M].北京:中国多媒体电子出版社,2001.

[5]Charles Wright.Visual.C++程序员实用大全[M].北京:中国水利水电出版社,2005.

嵌入式芯片测试系统设计