給FPGA應(yīng)用加保險(xiǎn)，功能測試很重要！
日期：2024-02-19 15:41:00 瀏覽量：1385 標(biāo)簽: FPGA
近年來，5G通信和人工智能的興起，F(xiàn)PGA有了更大范圍的應(yīng)用，創(chuàng)芯在線檢測實(shí)驗(yàn)室也時(shí)常接到這方面的送測樣品。在進(jìn)行了多個(gè)案例之后我們發(fā)現(xiàn)，如果客戶能夠在上機(jī)之前對FPGA進(jìn)行功能測試，預(yù)先確認(rèn)狀態(tài)是否正常，那么到后期就能大幅減少繁瑣的排障工作。今天我們就來介紹一個(gè)FPGA功能測試的案例，簡單幾步，就能確定器件是否處于正常狀態(tài)。
FPGA（Field-Programmable Gate Array）全稱現(xiàn)場可編程門陣列，顧名思義，它是一種可編程邏輯器件，擁有大量可編程的邏輯塊和可重配置的連接資源，允許設(shè)計(jì)者在硬件級別上實(shí)現(xiàn)自定義的數(shù)字電路，而無需為不同的應(yīng)用分別定制專用處理器。這種極強(qiáng)的靈活性，使得FPGA在多個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，包括但不限于：
FPGA在上述領(lǐng)域中扮演著關(guān)鍵的角色，其功能的穩(wěn)定性和可靠性對系統(tǒng)整體的平穩(wěn)運(yùn)行至關(guān)重要。因此，在實(shí)際使用FPGA之前，我們有必要先對它做簡單的功能測試，確保功能正常。如果系統(tǒng)無法運(yùn)行，前期又沒有對FPGA進(jìn)行測試的話，就會給排障工作增加困難，造成額外的時(shí)間成本。
FPGA可以使用多種模式進(jìn)行測試和配置，以下是一些用于測試和配置FPGA的常見模式：
JTAG模式（聯(lián)合測試動作組模式）：JTAG是一種用于測試和配置集成電路的標(biāo)準(zhǔn)接口和協(xié)議。FPGA通常具有JTAG接口，通過這個(gè)接口可以進(jìn)行測試、調(diào)試以及配置。JTAG還允許在運(yùn)行時(shí)對FPGA進(jìn)行動態(tài)重新配置。
AS（Active Serial）模式：這是一種用于通過串行接口對FPGA進(jìn)行配置的模式。通常，配置數(shù)據(jù)通過SPI（Serial Peripheral Interface）或類似的串行通信接口發(fā)送到FPGA。
Slave Serial模式：在這種模式下，F(xiàn)PGA通過串行接口從外部設(shè)備接收配置數(shù)據(jù)。這種模式通常涉及使用外部設(shè)備（例如微處理器或FPGA）作為配置主設(shè)備。
Passive Serial模式：在這個(gè)模式下，F(xiàn)PGA通過一組平行線（通常稱為JTAG引腳之一的TCK、TDI、TMS和TDO）接收配置數(shù)據(jù)。與Active Serial模式不同，這里數(shù)據(jù)是通過并行接口傳輸?shù)摹?/p>
ICAP（Internal Configuration Access Port）模式：ICAP是一種允許FPGA在運(yùn)行時(shí)接受配置信息的模式。這使得在FPGA運(yùn)行時(shí)可以進(jìn)行動態(tài)的部分重新配置。
PS配置模式（Processor System Configuration Mode）：一些FPGA集成了處理器系統(tǒng)，PS配置模式允許通過專用的處理器系統(tǒng)配置接口對FPGA進(jìn)行配置。
選擇配置和測試模式通常取決于具體的應(yīng)用需求，以及開發(fā)和調(diào)試的要求。 這其中，JTAG模式是一種通用的接口，廣泛用于測試、調(diào)試和配置，而其他模式則會更適合特定的應(yīng)用場景。本次我們的案例就以JTAG模式展開。
為了更好地響應(yīng)廣大客戶的需求，確保測試工作高效進(jìn)行，創(chuàng)芯在線檢測自主研發(fā)了多種FPGA的檢測開發(fā)板。我們將使用如下開發(fā)板，對FPGA進(jìn)行JTAG配置模式下的基礎(chǔ)功能測試。
創(chuàng)芯在線檢測之FPGA測試案例分享
基于XC3S2000-4FGG676I（屬于Xilinx Spartan-3系列）
1、在電腦上打開ISE Design Suite 14.7軟件，點(diǎn)擊打開“iMPACT”。ISE Design Suite是賽靈思官方的開發(fā)套件，利用它我們可以看到當(dāng)前FPGA的狀況，并進(jìn)行各種測試，包括導(dǎo)入編程等工作。
2、將測試板、電腦與燒錄器連接好，并在ISE Design Suite界面內(nèi)點(diǎn)擊識別器件。
3、成功到識別器件后，我們導(dǎo)入測試文件，點(diǎn)擊編程。如圖所示，JTAG電路正常，編程測試成功。
4、獲取器件ID成功。
5、獲取設(shè)備用戶碼成功。
6、讀取設(shè)備狀態(tài)成功。
綜合以上步驟得出結(jié)論，這枚FPGA可以正常編程，器件ID、用戶碼等關(guān)鍵信息可獲取，設(shè)備狀態(tài)也可讀取，可證明這枚FPGA是功能正常且可用的。接下來實(shí)際的上機(jī)應(yīng)用中，如系統(tǒng)出現(xiàn)問題，則可排除是這枚FPGA所引起。
對芯片進(jìn)行功能測試，能夠有效提升系統(tǒng)整體的可靠性，專業(yè)的測試能夠?qū)⑹Ч收吓懦趹?yīng)用之前。選擇創(chuàng)芯在線檢測實(shí)驗(yàn)室，我們將竭誠服務(wù)，為您的“芯”應(yīng)用保駕護(hù)航。
