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FPGA功能测试研究

陈环  
【摘要】:现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)因其柔韧性、并行性等特点,在通信、消费电子等领域得到越来越广泛的应用。FPGA功能的稳定与可靠对于其应用至关重要。因此,本文对FPGA的功能测试进行了研究。本文根据FPGA内部电路结构对其可配置逻辑块、输入输出单元、数字信号处理器、RAM模块及时钟管路模块中的故障模型进行了分析,并研究了各个功能模块的测试方法。对FPGA中固定型故障、桥接故障、开路故障、延迟故障的原理及其故障响应进行了分析,并简述了常用的穷举测试、随机测试、伪穷举测试、伪随机测试方法的测试激励生成方法。将FPGA内各功能模块的电路资源按功能分块,对其进行功能测试研究。其中可配置逻辑块分为查找表功能测试、寄存器功能测试、分布式RAM功能测试;输入输出单元分为IDDR功能测试、ODDR功能测试;RAM模块分为存储阵列测试、读写控制测试、ECC校验功能测试;数字信号处理器分为加法功能、乘法功能、累加功能、级联功能及流水线功能测试。最后,选用自动测试设备UltraFLEX搭建测试平台,并根据FPGA内各功能模块的分布规律通过Verilog语言编程设计了各功能测试方法的资源测试电路。使用测试机控制编程软件IG-XL编写机台测试程序、创建测试实例进行功能测试实验。在该测试平台上进行了相关实验,实验结果验证了本文的研究测试方法的有效性与正确性。


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