FPGA内部互连结构自动化测试方法研究
发布时间：2021-01-23 12:30
自二十世纪80年代以来,现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）器件的发展不断进步。FPGA是一种现场可编程的专用集成电路,由于这个特点,FPGA系列的器件受到越来越多电路设计人员以及生产厂商的喜爱。其主要发展方向就是集成度越来越高,性能也越来越强,内部结构也变得越来越复杂,这些都给FPGA的测试急剧的增加难度。但是随着测试难度的提高,FPGA设计人员和生产厂商对于FPGA的稳定性和可靠性也越来越重视。简而言之,FPGA测试的有效可实行性直接关系到FPGA产品的生产设计周期以及研发成本。目前已知的大部分测试方法仅适用于Xilinx XCV系列芯片,且对于金属互连线的测试多是通过人工手动连线配置,需要极大地消耗时间成本,无法有效地测试Virtex-4系列FPGA。目前已知的测试方法不能满足FPGA内部金属互连线互连结构测试的需求,而达到测试需求的先决条件是在能够保证测试用例覆盖率尽可能高的前提下使用尽可能少的测试用例数目。针对这种情况,本文展开基于Xilinx公司Virtex-4系列FPGA器件内部金属互连线互连结构的自动化测试方法研究,实...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FPGA的体系结构
也就是测试是否有故障存在待测 FPGA 芯片上[16]。二是故障诊断，也就是通过某些诊断算法和测试激励去达到确定故障类型的目的，以及找出故障的位置[17]。本论文的研究目的是 FPGA 内部互连结构金属互连线的覆盖及故障测试。按照测试内容进行分类，可以将 FPGA 测试分为两类，一类为参数测试，其中高低电平电压的输入输出属于直流参数，各种延迟及频率属于交流参数。还有一类是功能测试，包括 CLB、金属互连线、RAM 块，DSP 块测试等等[18]。FPGA 大部分面积由 CLB 和布线资源占据，显然对于 CLB 和布线资源的测试十分必要。FPGA 的测试基本流程如图 1-2 所示。通过生成配置文件，然后将配置下载到 FPGA 芯片，然后在待测芯片上施加测试激励，最后比对测试响应和标准响应，以此就可以判断 FPGA 芯片是否存在故障[19]。在实际操作中，因为 FPGA内部互连结构过于丰富，不可能在以此配置中达到覆盖全部待测资源的目的，故而都是采取多次配置以达到测试所有待测资源的目的[4][20]。
于将可编程逻辑器件进行了重新的定义，足够解决高性能系就 Virtex 系列的芯片而言，同一型号的 FPGA 具有一样的结模、封装类型等可能不同而已，而这些对于本文的测试方法置次数。tex 基本单元模型使用的 Virtex FPGA 基本单元模型如图 2-1。完整的 FPGA 芯PGA 基本单元组成，这些单元通过二维数组形式排列，其 m数，n 指列的基本单元个数。一个基本单元由 CLB，SM 和互资源分为局部互连资源（Local IR）以及全局互连资源（Gl用来连接 CLB 和 SM，Global IR 用来连接 SM 和 SM。CLB 里输出 MUX（IMUX 或 OMUX）连接到开关矩阵上。每个 SM连接点。这些PIP提供在一对连接SM的金属互连线段之间的开关，开关闭合则两线连接，开关打开则两线不连接。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Single-Term函数的FPGA互连资源故障高速诊断[J]. 孙英俊,刘婷,付宇卓. 信息技术. 2016(03)
[2]一种基于图论的FPGA互连资源可测性设计[J]. 文艺,郑咸剑. 微处理机. 2015(06)
[3]基于VIRTEX架构的FPGA布线资源测试技术[J]. 王建超,陆锋,张凯虹. 电子与封装. 2015(11)
[4]一种新型的自动化FPGA互连测试算法[J]. 孙磊,朱春,梁传增,王健,来金梅. 计算机工程. 2013(02)
[5]基于SRAM结构的FPGA抗辐射布局算法[J]. 杨文龙,陈丽,王伶俐,王颖. 计算机工程. 2012(05)
[6]基于局部重配置的FPGA互连测试诊断[J]. 马珂洁,包杰,周学功,王伶俐. 计算机工程. 2011(05)
[7]FPGA器件设计技术发展综述[J]. 杨海钢,孙嘉斌,王慰. 电子与信息学报. 2010(03)
[8]基于SRAM的FPGA连线资源的一种可测性设计[J]. 张军营,黄均鼐,来金梅,童家榕. 电路与系统学报. 2008(01)
[9]基于SRAM的FPGA互连线结构简述[J]. 刘丽,樊宇,柴常春. 电子科技. 2008(02)
[10]可测性设计技术的回顾与发展综述[J]. 王厚军. 中国科技论文在线. 2008(01)
博士论文
[1]FPGA互连结构评估系统研究与实现[D]. 谢丁.复旦大学 2011
硕士论文
[1]数模混合电路嵌入式测试技术研究[D]. 王荔.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于65nm FPGA全局互连测试研究与实现[D]. 梁传增.复旦大学 2014
[3]基于Xilinx FPGA的通用自动化测试方法研究[D]. 杨钧皓.电子科技大学 2014
[4]数字集成电路故障模型研究及故障注入平台设计[D]. 江丽君.哈尔滨工业大学 2013
[5]FPGA芯片互连线测试[D]. 吴九欢.西安电子科技大学 2013
[6]基于ATE的FPGA测试[D]. 陈飞.复旦大学 2011
[7]FPGA互连资源测试与诊断方法研究[D]. 王岚施.哈尔滨工业大学 2009
[8]FPGA芯片测试方法研究[D]. 代莉.复旦大学 2009
[9]Virtex系列FPGA内部互连线测试[D]. 刘丽.西安电子科技大学 2008
[10]基于FPGA的可测性设计方法研究[D]. 吴继娟.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：2995211
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
FPGA的体系结构
也就是测试是否有故障存在待测 FPGA 芯片上[16]。二是故障诊断，也就是通过某些诊断算法和测试激励去达到确定故障类型的目的，以及找出故障的位置[17]。本论文的研究目的是 FPGA 内部互连结构金属互连线的覆盖及故障测试。按照测试内容进行分类，可以将 FPGA 测试分为两类，一类为参数测试，其中高低电平电压的输入输出属于直流参数，各种延迟及频率属于交流参数。还有一类是功能测试，包括 CLB、金属互连线、RAM 块，DSP 块测试等等[18]。FPGA 大部分面积由 CLB 和布线资源占据，显然对于 CLB 和布线资源的测试十分必要。FPGA 的测试基本流程如图 1-2 所示。通过生成配置文件，然后将配置下载到 FPGA 芯片，然后在待测芯片上施加测试激励，最后比对测试响应和标准响应，以此就可以判断 FPGA 芯片是否存在故障[19]。在实际操作中，因为 FPGA内部互连结构过于丰富，不可能在以此配置中达到覆盖全部待测资源的目的，故而都是采取多次配置以达到测试所有待测资源的目的[4][20]。
于将可编程逻辑器件进行了重新的定义，足够解决高性能系就 Virtex 系列的芯片而言，同一型号的 FPGA 具有一样的结模、封装类型等可能不同而已，而这些对于本文的测试方法置次数。tex 基本单元模型使用的 Virtex FPGA 基本单元模型如图 2-1。完整的 FPGA 芯PGA 基本单元组成，这些单元通过二维数组形式排列，其 m数，n 指列的基本单元个数。一个基本单元由 CLB，SM 和互资源分为局部互连资源（Local IR）以及全局互连资源（Gl用来连接 CLB 和 SM，Global IR 用来连接 SM 和 SM。CLB 里输出 MUX（IMUX 或 OMUX）连接到开关矩阵上。每个 SM连接点。这些PIP提供在一对连接SM的金属互连线段之间的开关，开关闭合则两线连接，开关打开则两线不连接。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Single-Term函数的FPGA互连资源故障高速诊断[J]. 孙英俊,刘婷,付宇卓. 信息技术. 2016(03)
[2]一种基于图论的FPGA互连资源可测性设计[J]. 文艺,郑咸剑. 微处理机. 2015(06)
[3]基于VIRTEX架构的FPGA布线资源测试技术[J]. 王建超,陆锋,张凯虹. 电子与封装. 2015(11)
[4]一种新型的自动化FPGA互连测试算法[J]. 孙磊,朱春,梁传增,王健,来金梅. 计算机工程. 2013(02)
[5]基于SRAM结构的FPGA抗辐射布局算法[J]. 杨文龙,陈丽,王伶俐,王颖. 计算机工程. 2012(05)
[6]基于局部重配置的FPGA互连测试诊断[J]. 马珂洁,包杰,周学功,王伶俐. 计算机工程. 2011(05)
[7]FPGA器件设计技术发展综述[J]. 杨海钢,孙嘉斌,王慰. 电子与信息学报. 2010(03)
[8]基于SRAM的FPGA连线资源的一种可测性设计[J]. 张军营,黄均鼐,来金梅,童家榕. 电路与系统学报. 2008(01)
[9]基于SRAM的FPGA互连线结构简述[J]. 刘丽,樊宇,柴常春. 电子科技. 2008(02)
[10]可测性设计技术的回顾与发展综述[J]. 王厚军. 中国科技论文在线. 2008(01)
博士论文
[1]FPGA互连结构评估系统研究与实现[D]. 谢丁.复旦大学 2011
硕士论文
[1]数模混合电路嵌入式测试技术研究[D]. 王荔.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于65nm FPGA全局互连测试研究与实现[D]. 梁传增.复旦大学 2014
[3]基于Xilinx FPGA的通用自动化测试方法研究[D]. 杨钧皓.电子科技大学 2014
[4]数字集成电路故障模型研究及故障注入平台设计[D]. 江丽君.哈尔滨工业大学 2013
[5]FPGA芯片互连线测试[D]. 吴九欢.西安电子科技大学 2013
[6]基于ATE的FPGA测试[D]. 陈飞.复旦大学 2011
[7]FPGA互连资源测试与诊断方法研究[D]. 王岚施.哈尔滨工业大学 2009
[8]FPGA芯片测试方法研究[D]. 代莉.复旦大学 2009
[9]Virtex系列FPGA内部互连线测试[D]. 刘丽.西安电子科技大学 2008
[10]基于FPGA的可测性设计方法研究[D]. 吴继娟.哈尔滨工程大学 2006
本文编号：2995211
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