fpga芯片测试方法的研究

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1、摘要FPGA是目前广泛使用的一种可编程器件。由于FPGA电路规模大，结构复杂，高覆盖率的自动化测试一直是FPGA设计与生产上的难点。测试一种FPGA结构需要大量的时间设计测试方案，测试成本很高，虽然研究者在这方面做了大量的工作，但仍依赖于很多的手工测试方法。本文的主要工作首先提出了一种针对FPGA互连资源开路故障的测试算法。该算法在FPGA布线算法的基础上发展而来。该方法首先建立测试资源图，通过事先规定的输入输出端口，运行算法，使其在测试资源图上经过尽可能多的资源节点，以便生成尽量少的测试配置文件。对实际芯片FPGA一1进行了测试，

2、160个测试配置文件能够覆盖测试99．59％的互连资源。接着本文提出对于FPGA芯片的测试，仅仅测试开路故障是不够的。为了对FPGA芯片进行完备的测试，本文提出了一种与芯片结构无关的测试算法。该方法通过建立布线资源图，根据线网的走向动态设定各边的权重，然后利用改进的Kruskal算法，自动生成测试配置集。对于FPGA不同的互连结构，该方法能够对互连资源中的开路和短路故障达到100％的覆盖率，且测试配置个数少，运行速度快，与具体硬件结构无关。关键词：现场可编程逻辑阵列，芯片测试，自动化，故障类型AbstroctlIIIII11111I

3、IIIIIIIIIIY1967764FieldProgrammableGateArrays(FPGAsJareprogrammableplatformsforlotsofapplications．FPGAtestisadifficultunsolvedproblemduetothecomplexityOfFPGAarchitecture．TodesignatestprocedureforaFPGAarchitecturecostslongtimeandaIotofmoney．Althoughmanyresearchershavedo

4、neSOmuchworkinthisarea，thisprocessisnotfullyautomatedyetintheFPGAindustry．ThispaperproposesanoveltraversealgorithmtargetedforthedetectionofProgrammableInterconnectPoints(PIP)openfaults．TheproposedalgodthmhasbeendevelopedbasedontherouteralgodthmsofFPGA．Itfirstbuildsthet

5、estresourcegraph，andassignstheinputandoutputpods．ThetestconfigurationfileswilIcoverresourcenodesasmanyaspossible．ThealgodthmwastestedusingFPGA一1．A¨160filesachieve99．59％coverageofPIPsinFPGA-1．Fromthepracticalpointofview，testingopenfaultsisnotenough．Thisthesispresentsana

6、utomatictest．．configuration．．generationalgodthmforappIicatiOn．．ndependentSRAM—basedFPGAswitchblocks．Byconstructingtheroutingresourcegraph，thisalgodthmassignsadynamicweightofeachedgebythedirectionofnetsandrLJnthemodifiedKruskaIalgodthmtoobtaintheminimumnumbersoftestconf

7、igurations．FordifferentFPGAroutingarchitectures，fewtestconfigurationsarerequiredtocoverPIPfoultsofstuck—open，stuck-closed，andlinesegmentfaultsofopenandbridging．Theproposedalgorithmisfastandarchitecture-independent．Keywords：FPGAlchiptesttautomatictestIfaulttype21．引言1．1．

8、研究背景1．1．1．FPGA简介FPGA，即现场可编程门阵列是目前广泛使用的一种可编程器件。同ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)相比，最大的差别在于其灵活的可编程性。FPGA的出现使得