论文部分内容阅读
现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)由于其体积小,能耗低,性能高和可反复编程等优点成为电子系统设计的主流芯片。随着芯片复杂度和集成度越来越高,对电子元器件的可靠性试验和筛选的要求也越来越高,FPGA的测试需求变得尤为迫切。因此在保证测试覆盖率的基础上,减少配置次数,降低测试成本,提供一套完善的FPGA测试方法和测试流程具有重要的应用价值。本论文对Xilinx FPGA的测试方法展开研究,论文的主要内容分为以下三个方面。按功能结构的不同采用分治法的思想将FPGA划分为三个模块。采用一维阵列法的思想对可编程逻辑器件(Configurable Logic Block,CLB)进行测试方法设计,对其中的查找表(Look Up Table,LUT)资源测试方法加以改进,采用区域划分的方式设计物理约束文件,能有效减少约束文件的编写时间,准确地进行故障定位,提高故障检测率。可编程输入输出接口(I/O Block,IOB)采用设置双向端口的方式进行测试方法设计,一次测试图形的配置可实现IOB端口双向传输功能的测试。可编程互连资源(Interconnect Resource,IR)采用确定性布线方法进行测试。本论文通过配置图形设计与仿真进行了各模块资源的功能测试,验证了测试方法的可行性。设计开发了一款通用型矩阵接口板HSCV256_Euro Pin_V3,通过添加矩阵切换电路解决了FPGA芯片测试中遇到的多电源测试、芯片管脚定义多样性等问题,实现了不同测试任务的兼容,为FPGA芯片测试提供外围硬件支持。以国产自动测试设备BC3192EX为ATE(Automatic Test Equipment)测试平台。配置测试图形,编写测试程序,通过上机实验完成了芯片的功能测试和参数测试,验证了FPGA测试方法的可行性。本论文研究的测试方法具有通用性,可作为Xilinx FPGA测试方案的开发模板,提供了一套完善的FPGA测试方法和测试流程。