基于SRAM型FPGA测试技术的研究_故障覆盖率

class MyUSB{

private:

HANDLE hDevice;

char ReciveDataBuf[100];

char SendDataBuf[100];

int ReciveDataCount;

int SendDataCount;

public:

bool OpenDevice();

bool CloseDevice();

bool SendData(SendDataCount, SendDataBuf);

bool ReciveData(ReciveDataCount, ReciveDataBuf);

};

3.2 测试平台软件模块和硬件模块的搭建

软件模块是由：用户测试可视化界面、故障类型和故障定位分析程序、测试响应文件、测试激励文件和被测芯片配置文件组成。

硬件模块是由：被测芯片配置控制器和被测芯片及其外围电路组成。

图5

图5是整个系统的运行流程。

①由用户启动测试指令；

②个人计算机从FPGA芯片配置库中读取二进制文件，并通过被测芯片配置控制器对FPGA芯片中的SRAM进行写操作，完成配置；

③调用测试激励库中的测试激励对FPGA芯片施加测试激励；

④回收测试响应并与测试响应库中的二进制文件进行对比；

⑤运行故障类型和故障定位分析程序对FPGA芯片的故障进行诊断；

此时，如果测试完毕那么得出诊断结果，否则就需要返回第二步继续执行此循环。

4 测试验证和故障诊断

利用软硬件协同测试平台，对SRAM型FPGA内部的可编程逻辑资源进行了测试。测试理论是基于与门和或门级联电路的方法，针对的芯片是Xilinx公司的XC2S100，此款芯片含有20行×30列=600个CLB。

在测试的过程中故障覆盖率，其中一部分CLB被配置为被测对象，另一部分CLB被配置为与门阵列，最后一部分CLB被配置为或门阵列。这就需要三次角色转换（配置）才可以完成对所有CLB的测试。

图6给出了这种方法的测试示意图。

图6

被测对象CLB的配置代码为：

moduleTestCLB(CLBTestIn,CLBTestOut,Clk,Set);

input[7:0]CLBTestIn;

inputClk,Set;

outputreg [7:0]CLBTestOut;

always@(posedge Clk)

begin

if(Set)

CLBTestOut<=CLBTestIn;

else

CLBTestOut<=CLBTestOut+1;

end

endmodule

被测对象CLB可能存在着恒定为0/1状态故障，使得数字系统难以正常工作。

严格按照基于与门和或门级联电路的测试理论对FPGA芯片进行了三次配置，并施加测试激励和回收测试响应，对FPGA芯片进行了故障诊断。FPGA测试系统的界面如图7，测试结果见表格1。

5 结束语

在FPGA测试中，为了解决故障覆盖率和测试时间之间的矛盾，利用的是基于阵列的测试方法。

这种方法的推出使得测试时间不会随着FPGA密度的增加而线性增加。既可以获得高故障覆盖率，又可以大大缩短测试时间。

随后开发了软硬件协同测试平台对FPGA测试理论进行了验证，基于此平台可以继续加深对FPGA测试理论的研究，并可以对FPGA芯片进行相关测试，尤其在FPGA技术迅猛发展的今天，可以为FPGA芯片的稳定应用提供性能保障。

图7

表格1

参考文献：
[1]杨海钢,孙嘉斌,王慰.FPGA器件设计技术发展综述.
 

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