A new, low cost, precise measurement card for testing of ultra-low power analog ASICs

• Autorzy: Dalecki J. , Talaśka T. , Długosz R.

Warianty tytułu

PL

Nowa, tania, precyzyjna karta pomiarowa do testowania energooszczędnych analogowych układów ASIC

• Konferencja: Mixed Design of Integrated Circuits and Systems MIXDES 2011 (18 ; 16-18.06.2011 ; Gliwice, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a new, precise, 16-channel measurement card for ultra low power, analog and digital Application Specific Integrated Circuits (ASICs). The proposed system allows to test the circuits working either in the voltage (in the range from -4 to 4 V) or the current mode (in the range from 1 nA to 20 mA) witfi the resolution up to 20 bits, with a maximum frequency of a single channel up to 2 kHz. Each of the inputs can serve as an 'ideal' adjustable voltage or the current source. The advantage of the proposed system is a low price, high precision and the ability to operate simultaneously in two modes on each channel (i.e., as a reference signal or as the measuring channel). This feature is very important, as during the tests it is necessary to work with many different excitations and at the same time to perform measurements on all of the channels. The system is built from signal converters, analog-to-digital (ADC) and digital-to-analog (DAC) converters, multiplexers, operational amplifiers, STM32 microcontroller with the ARM Cortex-M3 core and the AVR microcontroller. The realized system features high stability and robustness against the noise.

PL

W publikacji przedstawiono nowy, 16-kanałowy system pomiarowy do testowania energooszczędnych, analogowych układów ASIC. Zaproponowany system pozwala na jednoczesne testowanie układów pracujących w trybie napięciowym i prądowym z rozdzielczością do 20 bitów, z maksymalną częstotliwością przypadająca na jeden kanał do 2 kHz. Każde z wejść może pracować jednocześnie, jako idealne regulowane ''idealne" źródło napięciowe lub prądowe. Podczas pomiarów napięcia i prądy na każdym z 16 kanałów (niezależnie od trybu) są ustawione na stałym poziomie. Zaletą proponowanego systemu, w przeciwieństwie do podobnych rozwiązań spotykanych na rynku, jest niska cena, wysoka precyzja i zdolność do jednoczesnej pracy w dwóch trybach na każdym kanale (tj. jako źródło sygnału, lub jako układ pomiarowy). Ta zaleta jest bardzo ważna podczas testów, gdzie mamy do czynienia z różnymi wymuszeniami i jednocześnie musimy wykonywać pomiary na wszystkich kanałach karty pomiarowej. System pomiarowy składa się z przetworników ADC i DAC, multiplekserów, wzmacniaczy operacyjnych, mikrokontrolerów STM32 z rdzeniem ARM i AVR. System charakteryzuje się duża stabilnością pomiarów i odpornością na szumy.

Słowa kluczowe

EN

measurement device; test card; precise measurements

PL

urządzenie pomiarowe; karta pomiarowa; precyzyjne pomiary

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 52, nr 12
• Strony: 32--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., il., wykr., rys.

Twórcy

autor

Dalecki J.

autor

Talaśka T.

autor

Długosz R.

• University of Technology and Life Sciences, Bydgoszcz

Bibliografia

• [1] Winstead C.: Analog Iterative Error Control Decoders. Ph.D dissertation, University of Alberta. ECE Department. Edmonton. Canada. 2004.
• [2] Długosz R.: Analog. Continuous Time. Fully Parallel, Programmable Image Processor Based on Vector Gilbert Multiplier. International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems (MIXDES), 2007, Ciechocinek, Poland, pp. 231-236.
• [3] Długosz R., et al.: Realization of the Conscience Mechanism in CMOS Implementation of Winner-Takes-All Self-Organizing Neural Networks. IEEE Transactions on Neural Networks, vol. 21, no. 6, 2010, pp. 961-971.
• [4] Janicki M., et al.: Multichannel System for Real Time Registration of Electronic Circuit Temperature Response. International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems (MIXDES), Poland, Wroclaw. 2010.
• [5] Szermer M., et al.: Design of the test ASIC for on-line temperature monitoring and thermal structure analysis. International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems (MIXDES), Poznan, Poland. 2008.
• [6] Bao Y., et al.: Design of USB Data Acquisition Card which based upon ARM kernel Microprocessor. International Conference on Computer Application and System Modeling (ICCASM 2010), Shanxi, Taiyuan, China, 2010.
• [7] Długosz R., et al.: Current-Mode Analog Adaptive Mechanism for Ultra-Low-Power Neural Networks. IEEE Transactions on Circuits and Systems II, Vol. 58, no. 1, Jan. 2011, pp. 31-35.
• [8] Długosz R., et al.: Low power current-mode binary-tree asynchronous Min/Max circuit. Microelectronics Journal, vol. 41, no. 1. 2010, pp. 64-73.