片上系统(System On Chip,SOC),是将整个系统集成在一个芯片上。一个完整的SOC系统包括微处理器模块、存储器模块、通信接口模块、ADC/DAC模块、电源模块等。本课题是研究一款支持MIPS 32指令集的SOC芯片,此款芯片主要用于工业控制和数据采集,它作为NCU(数字控制中心)的核心芯片,实现了数据采集、存储、转换、I/O和对机床的位置控制等功能。为了得到性能稳定的SOC芯片,首先要对SOC芯片的内部功能进行透彻分析,然后进行芯片的功能测试,提高最终的良品率。本文是对一个封装成品芯片进行功能测试,主要思想是根据芯片的具体功能,自主设计一个测试电路板,通过示波器、逻辑分析仪测试其内部功能。本论文首先详细分析此款SOC芯片内部模块的体系结构、性能指标和接口设计,包括CPU处理器、Nand Flash控制器、PWM控制器、DDR2控制器、12C接口、中断控制、SPI接口、RTC控制器、Watchdog、GPIO寄存器等模块的结构图、时序图、寄存器定义和引脚功能说明,在此基础上,根据此款芯片自身特点,利用Altium Designer winter 10设计外围测试电路和芯片选型,包括测试板的电源电路、SDRAM电路、复位电路、时钟电路和Flash存储器电路、LED电路设计,进而完成原理图设计和PCB设计,制版和焊接电路板。最后完成测试电路板实物的软硬件调试,借助示波器观察测试板部分模块的波形。先对SOC芯片内部DAC模块和4路PWM模块的波形测试,然后用软件测试了SOC芯片内部Flash的读写功能、DDR2存储器的拷贝、数学运算的速度和USB访问速度。通过对测试结果比对分析,验证芯片内部这五个模块功能基本符合要求,可以流片生产。