给FPGA应用加保险,功能测试很重要!

日期:2024-02-19 15:41:00浏览量:56标签:FPGA

近年来,5G通信和人工智能的兴起,FPGA有了更大范围的应用,创芯在线检测实验室也时常接到这方面的送测样品。在进行了多个案例之后我们发现,如果客户能够在上机之前对FPGA进行功能测试,预先确认状态是否正常,那么到后期就能大幅减少繁琐的排障工作。今天我们就来介绍一个FPGA功能测试的案例,简单几步,就能确定器件是否处于正常状态。

给FPGA应用加保险,功能测试很重要!

FPGA(Field-Programmable Gate Array)全称现场可编程门阵列,顾名思义,它是一种可编程逻辑器件,拥有大量可编程的逻辑块和可重配置的连接资源,允许设计者在硬件级别上实现自定义的数字电路,而无需为不同的应用分别定制专用处理器。这种极强的灵活性,使得FPGA在多个领域中得到广泛应用,包括但不限于:

给FPGA应用加保险,功能测试很重要!

FPGA在上述领域中扮演着关键的角色,其功能的稳定性和可靠性对系统整体的平稳运行至关重要。因此,在实际使用FPGA之前,我们有必要先对它做简单的功能测试,确保功能正常。如果系统无法运行,前期又没有对FPGA进行测试的话,就会给排障工作增加困难,造成额外的时间成本。

FPGA可以使用多种模式进行测试和配置,以下是一些用于测试和配置FPGA的常见模式:

JTAG模式(联合测试动作组模式):JTAG是一种用于测试和配置集成电路的标准接口和协议。FPGA通常具有JTAG接口,通过这个接口可以进行测试、调试以及配置。JTAG还允许在运行时对FPGA进行动态重新配置。

AS(Active Serial)模式:这是一种用于通过串行接口对FPGA进行配置的模式。通常,配置数据通过SPI(Serial Peripheral Interface)或类似的串行通信接口发送到FPGA。

Slave Serial模式:在这种模式下,FPGA通过串行接口从外部设备接收配置数据。这种模式通常涉及使用外部设备(例如微处理器或FPGA)作为配置主设备。

Passive Serial模式:在这个模式下,FPGA通过一组平行线(通常称为JTAG引脚之一的TCK、TDI、TMS和TDO)接收配置数据。与Active Serial模式不同,这里数据是通过并行接口传输的。

ICAP(Internal Configuration Access Port)模式:ICAP是一种允许FPGA在运行时接受配置信息的模式。这使得在FPGA运行时可以进行动态的部分重新配置。

PS配置模式(Processor System Configuration Mode):一些FPGA集成了处理器系统,PS配置模式允许通过专用的处理器系统配置接口对FPGA进行配置。

选择配置和测试模式通常取决于具体的应用需求,以及开发和调试的要求。 这其中,JTAG模式是一种通用的接口,广泛用于测试、调试和配置,而其他模式则会更适合特定的应用场景。本次我们的案例就以JTAG模式展开。

为了更好地响应广大客户的需求,确保测试工作高效进行,创芯在线检测自主研发了多种FPGA的检测开发板。我们将使用如下开发板,对FPGA进行JTAG配置模式下的基础功能测试。

给FPGA应用加保险,功能测试很重要!

创芯在线检测之FPGA测试案例分享

基于XC3S2000-4FGG676I(属于Xilinx Spartan-3系列)

1、在电脑上打开ISE Design Suite 14.7软件,点击打开“iMPACT”。ISE Design Suite是赛灵思官方的开发套件,利用它我们可以看到当前FPGA的状况,并进行各种测试,包括导入编程等工作。

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2、将测试板、电脑与烧录器连接好,并在ISE Design Suite界面内点击识别器件。

创芯在线检测之FPGA测试案例分享

3、成功到识别器件后,我们导入测试文件,点击编程。如图所示,JTAG电路正常,编程测试成功。

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4、获取器件ID成功。

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5、获取设备用户码成功。

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6、读取设备状态成功。

创芯在线检测之FPGA测试案例分享

综合以上步骤得出结论,这枚FPGA可以正常编程,器件ID、用户码等关键信息可获取,设备状态也可读取,可证明这枚FPGA是功能正常且可用的。接下来实际的上机应用中,如系统出现问题,则可排除是这枚FPGA所引起。

对芯片进行功能测试,能够有效提升系统整体的可靠性,专业的测试能够将失效故障排除在应用之前。选择创芯在线检测实验室,我们将竭诚服务,为您的“芯”应用保驾护航。

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