FPGA(现场可编程门阵列)是一种广泛应用于军事、航空航天等领域的高性能半定制数字集成电路。其性能卓越、配置灵活、开发周期短等特点,使其成为了现代电子系统设计中的重要组成部分。然而,FPGA的高可靠性是通过一系列测试手段来保证的,其中互连资源测试是确保FPGA可靠性的重要环节之一。 互连资源测试主要是针对FPGA内部的互连资源,如可配置逻辑块(CLB)、可编程输入/输出模块(IOB)、嵌入式存储器(Block RAM)和数字时钟管理器等。在实际应用中,互连资源发生故障的概率远高于逻辑功能块的故障概率,因而互连资源测试变得极为重要,是确保FPGA在航空航天等领域应用高可靠性的极为重要的手段。 在进行FPGA互连资源测试之前,必须对FPGA进行特定电路的配置。传统的基于硬件描述语言(HDL)的配置方法存在待测资源不可控的问题。针对这一问题,研究者提出了基于XDL(Xilinx描述语言)的FPGA配置方法,并结合内置自测试(BIST,Built-In Self-Test)结构,通过C++编程自动生成XDL程序,实现了对FPGA的行列双长线资源、行列智能型长线资源等的测试。 XDL是一种用于描述和配置Xilinx FPGA的硬件描述语言。它能够详细描述FPGA内部各个资源的连接关系和布局,适用于复杂的FPGA资源配置和测试任务。通过XDL描述语言,研究者能够精确控制FPGA内部的连线资源,从而更有效地进行故障检测和定位。 BIST技术则是一种用于集成电路内部自检的测试方法。它将测试电路和被测电路集成在同一个芯片上,可以实现对电路的快速检测和故障诊断。在FPGA的互连资源测试中,BIST技术被用来构建测试结构,以实现对连线资源的自动测试。 论文中提到的测试配置电路结构设计和编写xdl程序的基础,意味着所提出的方法不仅仅适用于Spartan-3系列FPGA,还为其他FPGA系列的连线资源测试配置提供了参考。通过C++编程自动生成XDL程序,研究人员可以快速地根据测试需求配置FPGA,并对特定的资源进行测试。 此外,测试的四个配置包括了有CLB和无CLB的行列双长线资源以及有CLB和无CLB的行列智能型长线资源。这些配置的测试覆盖了FPGA内部连线资源的不同使用场景,有助于全面检测FPGA在实际工作中的性能。 文章中还提到了FPGA测试方法能有效解决待测资源不可控的问题,这表明新方法相比于传统方法具有更高的灵活性和可控性,能够更精确地定位和隔离故障,为FPGA的设计和测试提供了一个强有力的工具。 FPGA连线资源测试配置方法的研究对于保证FPGA在航空航天等关键领域的高可靠性有着重要的意义。它不仅可以提升产品的质量和性能,还能加速研发和生产的进程,降低整体成本,对于推动相关行业的技术进步和应用发展具有积极的推动作用。
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