Pengujian antarmuka audio otomatis pada platform tersemat

Antarmuka audio telah menjadi di mana-mana saat ini. Ini tersedia di sebagian besar komputer papan tunggal (SBC) untuk Internet of Things industri (IIOT). Ada beberapa jenis antarmuka yang tersedia mulai dari audio analog hingga port audio digital. Setiap jenis antarmuka ini memiliki tantangannya sendiri dalam desain dan pengujian. Pengujian antarmuka ini selama perakitan dan produksi melibatkan jalur lengkap dari ujung depan analog atau digital ke port input audio digital unit pemrosesan.

Audio front-end pada platform tertanam dan aliran umum jalur data audio dalam lingkungan penyiapan uji produksi ditunjukkan di bawah ini (Gambar 1),

Gambar 1:Pengaturan Uji &Audio Front-end untuk Platform Tertanam (Sumber:Penulis)

Diagram di atas menunjukkan blok/komponen utama yang ada di jalur data. IC penerima yang ada dapat berupa IC ujung depan analog seperti konverter analog-ke-digital (ADC) atau juga dapat berupa IC penerima audio digital. Output dari IC dapat dalam format serial seperti Inter-IC Sound Bus (I2S). Antarmuka ini dapat membawa data audio mentah dalam format modulasi kode-pulsa (PCM).

Tujuan dari pengujian produksi adalah untuk memastikan bahwa jalur audio lengkap diuji secara fungsional untuk semua jenis masalah. Kemungkinan masalah dapat mencakup hal berikut:

• Kegagalan IC penerima ujung depan.

• Masalah terkait perakitan pada jalur I2S seperti stuck-at-high (terhubung ke suplai) atau stuck-at-low (terhubung ke ground) atau korslet antara beberapa jalur sinyal.

Pengujian antarmuka audio ini akan menjadi bagian dari sistem pengujian produksi yang lebih besar yang akan menguji semua antarmuka pada papan tertanam.

Tercantum di bawah ini adalah salah satu teknik umum yang digunakan untuk mendeteksi masalah terkait perakitan dalam pengujian antarmuka audio. Untuk kegagalan IC penerima ujung depan, teknik yang berbeda perlu digunakan tetapi teknik tersebut berada di luar cakupan dokumen ini.

Teknik 1 – Pengujian Subjektif

Pengujian subjektif melibatkan pengambilan sampel data audio selama beberapa detik dan membandingkannya dengan audio aktual yang diputar dengan pemeriksaan pendengaran. Kelemahan dari teknik ini adalah membutuhkan campur tangan manusia dan memakan waktu. Misalnya, jika ada beberapa saluran stereo, maka pengguna perlu mendengarkan dan mengonfirmasi satu demi satu.

Mempertimbangkan kelemahan teknik di atas, kami telah menemukan cara inovatif untuk menguji sinyal antarmuka audio dan mengotomatiskan seluruh proses.

Teknik 2 – Pengujian Otomatis

Untuk memahami teknik pengujian otomatis ini, penting untuk memahami beberapa konsep dasar antarmuka I2S.

I2S memiliki tiga sinyal – BCLK (jam bit), WCLK (jam kata), DATA (sinyal data). Jika BCLK atau WCLK tidak benar (macet pada tinggi/rendah) maka port input audio prosesor akan gagal menangkap dan akan memberikan hasil yang sesuai yang menunjukkan kegagalan jam. Jika sinyal ini baik-baik saja, maka pengambilan audio akan terjadi terlepas dari nilai DATA. Sekarang jika DATA macet pada 1 atau 0, maka buffer data audio akan berisi semua FFFF atau semua 0000 untuk setiap sampel 16-bit. Jadi ketika kita menghasilkan checksum MD5, kita akan mendapatkan dua nilai yang sesuai:MD5(FFFF) dan MD5(0000). Untuk setiap nilai data audio lainnya, checksum MD5 akan berbeda. Konsep ini dapat digunakan untuk mengotomatisasi dan memeriksa sinyal pengambilan audio.

Prosedur untuk metode ini adalah untuk menangkap audio saat audio yang benar diputar dan tidak dalam kondisi bisu. Ini akan memastikan bahwa file audio kami hanya ditangkap dan data dalam buffer benar. Setelah buffer data audio menangkap sekitar 100 sampel, maka checksum MD5-nya dapat dibuat. Jika sinyal DATA macet di tinggi maka nilai checksum MD5-nya akan sama dengan MD5(FFFF) dan jika macet di rendah maka nilai checksum MD5-nya akan sama dengan MD5(0000). Jika sinyal DATA beralih maka nilai checksum MD5 akan menjadi nilai acak lainnya. Oleh karena itu, berdasarkan nilai checksum MD5, kami dapat menyimpulkan apakah sinyal DATA bermasalah.

Biasanya, jalur I2S ini akan memiliki banyak sinyal data. Kita dapat mendemonstrasikan hal ini dengan contoh bus I2S berikut dengan empat sinyal data DATAx (x =0,1,2,3). Ini dapat dilakukan dengan memberikan data audio pada salah satu sinyal DATA dan 0 untuk semua sinyal data yang tersisa. Dengan cara ini ketika kita dapat menghasilkan checksum MD5 dari data yang diambil dari semua DATAx (x =0,1,2,3) dan mengkonfirmasi bahwa nilai checksum MD5 seperti yang diharapkan.

Jika kita telah memberikan data audio pada DATA0 saja, checksum MD5 untuk sinyal DATA1-3 harus MD5(0000) dan untuk DATA0 harus berupa nilai acak. Ini dapat dilakukan untuk keempat sinyal data satu demi satu dalam empat iterasi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1.

klik untuk gambar lebih besar

Tabel 1:Iterasi Pengujian Audio (Sumber:Penulis)

Keterbatasan teknik ini adalah hanya dapat digunakan untuk mengidentifikasi masalah yang dijelaskan di atas. Untuk beberapa kasus penggunaan, tidak dapat membedakan antara masalah. Misalnya, jika beberapa jalur sinyal dikorsleting, maka teknik ini dapat mendeteksi adanya masalah tetapi tidak dapat dengan jelas mengatakan jalur mana yang dikorsletingkan.

Kesimpulan

Metode yang disebutkan di atas telah diuji dan saat ini berhasil digunakan untuk menguji antarmuka input audio di banyak papan perangkat keras yang dikembangkan oleh Ittiam. Kami telah melihat bahwa ini telah mengurangi waktu pengujian keseluruhan antarmuka audio yang menghasilkan biaya pengujian papan yang lebih rendah.

Ayusman Mohanty adalah seorang arsitek produk dengan fokus utama pada pembuatan perangkat keras untuk sistem penyiaran dan pengawasan video dan audio. Dia bisa dihubungi melalui Linkedin.