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1、FPGA平台下有关测试与测量技术简介：在FPGA平台下测试与测量技术市场状况与覆盖范围硬件测试种类T&M方法嵌入式逻辑分析仪SignalTapIISignalTapII主要功能使用SignalTapII的一般流程测试参数的配置SignalTapII的使用实例:DTMF信号的检测第四章、内嵌式逻辑分析仪的使用§4.内嵌式逻辑分析仪的使用一、在FPGA平台下测试与测量技术(Test&Measurement)测试与测量技术是信息产业的三大关键技术之一，随着中国电子信息产业的飞速发展，测试测量技术及相关的仪
2、器仪表已成为信息化带动工业化的重要纽带。就FPGA/CPLD来看，其规模越来越大，设计任务的复杂性也不断提高，所以如何把握好产品的质量就成为最为重要的部分。硬件测试是产品从研发走向生产的必经阶段，也是决定产品质量的重要环节，如何将测试工作开展的更全面、更仔细、更专业完善也是众多电子通信企业所追求的目标。可测性设计(DesignForTest,DFT)二、硬件测试种类指标测试功能测试容限测试容错测试—FIT长时间验证测试可靠性数据预计一致性测试评估§4.内嵌式逻辑分析仪的使用三、T&M方法①、传统“探
3、头”方法：万用表、示波器、逻辑分析仪、相位分析仪、…§4.内嵌式逻辑分析仪的使用四、T&M方法（1）1）缺少空余I/O引脚。设计中器件的选择依据设计规模而定，通常所选器件的I/O引脚数目和设计的需求是恰好匹配的。2）I/O引脚难以引出。设计者为减小电路板的面积，大都采用细间距工艺技术，在不改变PCB板布线的情况下引出I/O引脚非常困难。3）外接逻辑分析仪有改变FPGA设计中信号原来状态的可能，因此难以保证信号的正确性。4）传统的逻辑分析仪价格昂贵，将会加重设计方的经济负担。①、传统“探头”方法：万用
4、表、示波器、逻辑分析仪、相位分析仪、…§3.内嵌式逻辑分析仪的使用②、基于JTAG的边界扫描测试(BoardScanTest,BST)20世纪80年代,联合测试行动组(JointTestActionGroup,简称JTAG)起草了边界扫描测试(BoundaryScanTesting,简写BST)规范,后来在1990年被批准为IEEE标准1149.121990规定,简称JTAG标准。两大优点:方便芯片的故障定位,迅速准确地测试两个芯片管脚的连接是否可靠,提高测试检验效率;具有JTAG接口的芯片,内置一
5、些预先定义好的功能模式,通过边界扫描通道来使芯片处于某个特定的功能模式,以提高系统控制的灵活性和方便系统设计。4.T&M方法（2）BST测试原理:边界扫描测试是通过在芯片的每个I/O脚附加一个边界扫描单元(BSC,boundaryscancell)以及一些附加的测试控制逻辑实现的,BSC主要是由寄存器组成的。每个I/O管脚都有一个BSC,每个BSC有两个数据通道:一个是测试数据通道,测试数据输入TDI(testdatainput)、测试数据输出TDO(testdataoutput);另一个是正常数据
6、通道,正常数据输入NDI(normaldatainput)、正常数据输出NDO(normaldataoutput)。如图所示。4.T&M方法（2）③.基于JTAG的内部逻辑测试CPLD/FPGA设计中，在可编程逻辑器件芯片中嵌入某种功能模块，与EDA工具软件相配合提供一种嵌入式的逻辑分析仪，帮助测试工程师发现系统设计内部的逻辑问题。Altera的SignalTapIIXilinx的ChipScopePro4.T&M方法（3）④.混合测试技术一些FPGA厂商已开始与传统逻辑分析仪厂商联合开发组合技术(
7、见图3)。例如Agilent和Xilinx最近联合为Xilinx的ChipScope开发2M状态深存储器。这一解决方案把内部逻辑分析内核用于触发。在满足内核的触发条件时，内核把信号信息从经路由的结点传送到内核，再送到引脚。引脚通过mictor连接器接到一个小的外部跟踪核。该解决方案融入了TDM复用，以减少调试专用引脚数。根据内部电路的速度，复用压缩可能是1:1，2:1或4:1。由于迹线未在内部保存，因此IP内核要小于带迹线存储器的逻辑分析IP。图3:混合内部和传统逻辑分析的第一个例子是Agilent
8、和Xilinx联合为ChipScopePro开发的深存储器，通过TDM复用能把引脚数减到最少。五、嵌入式逻辑分析仪三项主要优点：1.它们的使用不增加引脚。可通过FPGA上已有的专门JTAG引脚访问，即使没有其它可用引脚，这种调试方法也能得到内部可视能力。2.简单的探测。探测包括把结点路由到内部逻辑分析仪的输入，不需要担心为得到有效信息，应如何连接到电路板上，也不存在信号完整性问题。3.内核是便宜的。FPGA厂商把他们的业务模型建立于用芯片所获取价值的基础上，注：内核包
