fpga软件自动化测试平台的设计与实现

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1、学校代码：10255学号：2161293FPGA软件自动化测试平台的设计与实现THEDESIGNANDIMPLEMENTATIONONAUTOMATICTESTPLATFORMOFFPGASOFTWARE学科专业：电子与通信工程论文作者：李雪莹指导老师：叶建芳答辩日期：2018年05月23日FPGA软件自动化测试平台的设计与实现摘要现场可编程门阵列FPGA是一种可编程的“万能芯片”，借助于各类FPGA开发软件（EDA工具），根据设计需求编译连接FPGA内部逻辑块，通过仿真、测试和验证可方便的实现各种功能电路。FPGA芯片工作方式灵活，大大节省了反复流片验证的巨额成本，非常适合探索性芯

2、片的开发，它很可能成为人工智能的重要硬件解决方案。随着FPGA的高速发展及应用的日益广泛，对其进行支持的EDA开发软件层出不穷，功能得到不断的丰富完善。软件产业化时代的到来，加剧了软件复杂度及规模的大幅提高，人们对软件质量、开发周期的苛求正日益成为推进软件测试技术发展的强大动力。软件测试使得开发人员在FPGA软件开发过程中可对软件质量进行实时监控，并随时进行优化调整，可极大地提高软件开发效率。论文针对低成本、高效率的软件自动化测试系统的需求，将致力于设计开发性能可靠、快速有序的面向FPGA软件的自动化测试管理平台。论文首先详细介绍了FPGA软件自动化测试的基本理论，对常用的软件自动化

3、测试框架的结构、工作机理及各自的优势不足进行了深入研究，随后详细分析了目前主流的软件自动化测试平台的信息系统体系结构及基于消息中间件的数据传输方式，最后在对FPGA软件自动化测试平台需求分析基础上，规划设计了基于RabbitMQ消息中间件的FPGA软件自动化测试平台实现方案，完成了测试平台的RabbitMQ消息中间件模块、系统核心执行引擎等5个功能模块的设计开发，论文的主要研究工作及创新点包括：（1）制定系统测试框架及信息管理与传输方案。在深入研究平台相关测试技术的基础上，设计了适合系统开发的混合型测试框架。采用B/S信息系统体系结构，实现前端可视化设置，后端执行的两端式信息管理方案

4、。采用RabbitMQ多队列划分方式实现了测试资源高I效可靠传输。（2）设计FPGA软件自动化测试平台总体架构。根据系统需求分析，制定平台总体架构，将平台划分为网页端、CMD接口、数据库、消息中间件及系统核心执行引擎五个主要模块，并在阐述模块功能的基础上，确立模块实现的技术路线。（3）实现消息传输队列工作方式优化。采用红黑树算法对RabbitMQ任务队列进行优化处理，实现了测试资源按优先级顺序的排序，确保高级别的测试任务得到及时快速处理。保障了队列有序性的同时解决了测试的优先级问题。（4）设计开发了用于测试任务管理执行的系统核心执行引擎。采用Java中的继承Thread类方法实现多线

5、程运行，解决了系统单线程执行效率低下、CPU利用率低及测试任务争用资源的问题。采用基于读写锁的非阻塞算法，解决了多线程安全及同步问题。采用线程池技术解决了线程的创建、销毁时间问题。论文设计并实施的基于多线程的非阻塞并发队列算法，结合基于线程监控的速度提升方案，极大地提升了系统测试效率。（5）系统功能测试及效益分析。构建系统测试环境，在测试计划设置网页端发布测试任务，通过核心执行引擎、结果及机器状态网页执行效果对平台有效性、可靠性进行分析与总结。测试结果表明，论文开发的FPGA软件自动化测试平台可通过任务调度实现并行测试多款软件的功能，极大地缩短了单个测试用例运行时间及软件版本测试周期

6、，整体测试效率较手工测试提升了至少50%。与传统手工测试相比，测试精度、速度、稳定性、可靠性均有极大提升，论文的研究开发成果具有一定工程应用价值。关键词：FPGA；EDA软件；RabbitMQ；系统核心执行引擎；自动化测试平台IITHEDESIGNANDIMPLEMENTATIONONAUTOMATICTESTPLATFORMOFFPGASOFTWAREABSTRACTFieldProgrammableGateArray(FPGA)isaprogrammable"universalchip".WiththehelpofallkindsofFPGAdevelopmentsoftware

7、(EDAtool),theinternallogicblocksofFPGAarecompiledandconnectedtoimplementvariousfunctionalcircuitsthroughsimulation,testandverificationaccordingtothedesignrequirements.TheflexibleworkingmodeofFPGAgreatlysavesahugecostofrepeatedtape