一种FPGA的可编程逻辑单元的全覆盖测试方法（2） 技术, 软件, 协同

yuyang911220

3 FPGA芯片测试实验与结果            为了验证本文提出的FPGA测试方法，建立了基于软硬件协同技术的FPGA芯片测试系统，以Xilinx4010中的CLB单元为例进行测试。Xilinx 4000系列的单个CLB的全覆盖配置图形为7个。通过软件ConPlacement配置出的其中一个规整的CLB阵列如图3所示。

       

            完成一次Xilinx 4010中所有CLB配置和测试的时问为1.95s。测试完一片Xilinx 4010后，测试结果显示的芯片中出错CLB如图4所示。

       

            为了进一步验证本文提出的定位测试方法，对上述的Xilinx4010进行ATP对比测试，即在该FPGA芯片的出错CLB处下载一个8位加法器，如图5(a)所示，其测试结果如图5(b)所示。从仿真结果中可以判断加法器的输出第0位和第5位有固定为1的错误，此结果说明了图4中全覆盖测试中测试位置(6，10)处的CLB存在错误。同时，为了进行对比实验，把相同的加法器下载至同一个FPGA芯片未出错的区域，如图6(a)所示，其测试结果如图6(b)所示，测试加法器的结果是正确的。

       

       

            本文提出的FPGA芯片CLB全覆盖测试方法有以下2项主要优势：1)该测试方法实现了把一个FPGA中所有的CLB单元配置成一个串行扫描链，且每一个CLB单元在该扫描链中具有唯一给定坐标，实现了FPGA芯片的CLB伞覆盖测试及错误单元定位；2)由于该测试方法能够完成FPGA中错误CLB单元的定位，这为通过冗余技术和适肖的算法实现自动修复FPGA中的错误提供了基础，对此将进一步开展研究。
        4 结论
            本文提出了一种基于SOC软硬件协同仿效技术的FPGA中CLB的全覆盖定位测试方法。该方法通过建立FPGA自动测试系统解决了FPGA测试需要多次配置的问题，使FPGA的测试过程连续自动完成，这样弥补了ATE测试机对FPGA测试的不足。该方法采用自主开发的软件(ConPlacement软件)，产生以规则布局CLB串行移位阵列为基础的FPGA定位配置图形，以及FPGA错误定位算法。通过使用该方法对Xilinx 4010芯片进行测试，结果表明该方法能够实现FPGA中所有CLB的全覆盖测试和错误CLB单元的定位，从而验证了所提出测试方法的有效性。