根据提供的文件内容,可以提炼出以下知识点:
1. FPGA测试概述
FPGA(Field-Programmable Gate Array)是一种可以通过编程来配置的集成电路。由于集成电路技术的发展,FPGA的应用越来越广泛,特别是在缩短设计周期、降低产品上市时间和成本方面具有显著优势。随着FPGA的规模扩大和结构复杂性增加,其内部实现的功能越来越多,因此FPGA的质量和可靠性对整个系统的影响日益增大。为了确保FPGA能正确可靠地工作,对其芯片的测试变得尤为重要,特别是在用户级(用户采购后)的测试。
2. FPGA内部资源与测试覆盖率
FPGA内部资源众多,如逻辑单元、存储模块(RAM)、输入/输出管脚(I/O)等。测试FPGA时需要考虑内部资源的使用效率和功能测试的故障覆盖率。测试方法的选择需要平衡实现的可行性与资源测试覆盖率。
3. FPGA测试的关键技术
由于FPGA内部资源多,I/O管脚相对较少,测试时面临内部资源多与I/O管脚少的矛盾。为解决这一矛盾,首选可测性设计,采用内部扫描测试或自测试方法,减少对I/O管脚的依赖。同时,可以利用阵列测试的概念,将基本资源组成小阵列,再组成大阵列,通过内部故障传递,最后在I/O管脚进行检测。
4. 测试逻辑设计与测试速度的矛盾
FPGA内部资源之间的连接采用交叉开关连线方式,这虽然保证了资源的充分使用,但在测试逻辑设计时会遇到设计资源使用越多,连线资源越多,电路速度越低的问题。为解决此矛盾,可以采用速度性能测试与功能覆盖率测试分开的方法,先对资源进行速度性能和交流参数测试,再进行功能覆盖率测试,确保所有资源都被覆盖。另外一种方法是在设计阶段对资源和连线的使用进行特殊布局。
5. ATE测试平台的应用
ATE(Automatic Test Equipment)测试平台是FPGA测试中的关键,它能够自动化地对芯片进行测试,提高测试效率和可靠性。针对用户级的FPGA测试,需要基于ATE测试平台进行,以保证用户购买的FPGA芯片能够经过适当的检验和测试。
6. JTAG扫描测试与芯片测试开发
JTAG(Joint Test Action Group)扫描测试是一种测试标准,它被广泛用于芯片级测试和调试。对于FPGA,JTAG扫描测试允许对内部逻辑和功能进行测试,并且能够通过JTAG接口访问FPGA内部的测试逻辑。文中提到的研究者孙国强有研究方向为JTAG扫描测试以及基于ATE测试平台的芯片测试开发,这表明他关注于使用JTAG技术和ATE平台来提高FPGA测试的有效性和效率。
以上知识点详细说明了FPGA测试研究的重要性、测试过程中的关键问题以及所采用的关键技术。同时,通过对测试覆盖率、测试逻辑设计、ATE平台应用和JTAG扫描测试等方面的分析,展现了FPGA测试的复杂性与先进性。研究者们在努力平衡测试的可行性与覆盖率,开发出能够高效检测和测试FPGA芯片的方法,确保FPGA在实际应用中的可靠性和稳定性。