一种sram型fpga的器件级自动化测试平台及其测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种FPGA器件级自动化测试平台和方法，特别是应用于宇航型号用Vertix-4系列SRAM型FPGA的器件级自动化测试平台及其方法。
【背景技术】
[0002]XiIinx公司Vertix-4系列SRAM型FPGA是宇航型号大量使用的复杂器件，目前国内缺少器件级测试的方法，不具备测试实施的能力。
[0003]SRAM型FPGA内部资源众多(如1B、CLB、BRAM、DSP、DCM等)，在测试前需要先通过专用的软件(或硬件)对FPGA进行配置，使其成为具有固定功能的“电路”再进行测试。
[0004]FPGA的可编程资源通常有多种工作方式，需要进行多次的配置与测试才能达到较高的测试覆盖率。例如，可编程BRAM存储器可以配置成16KX1、8KX2、512X36等多种结构，且输入输出端口是独立设置的，每种设置方式都需要一个配置程序与测试向量来完成测试。
[0005]单个FPGA的配置程序大小与其逻辑规模相关(通常为几M到几十Μ)，而一般ATE的向量存储深度有限(一般为16Μ到128Μ之间)，当配置程序数量较多时会超出ATE的存储能力。
[0006]商用FPGA程序下载工具只能进行单个程序的下载，无法实现多个程序的连续下载与自动化测试。
因此，为了能够有效测试FPGA器件，需要建立一套相应的自动化测试方法，以完成对其各项指标的测试。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种应用于宇航型号用FPGA的器件级自动化测试平台及其测试方法，该方法解决了 “ATE向量存储深度有限”与“自动化测试的实现”这两个问题。
[0008]为了实现上述目的，本发明的技术方案为:
一种应用于宇航型号用FPGA的器件级自动化测试平台，其特征在于包括:服务器(Server)、编程器(Programmer)、测试仪主机(Tester)以及测试接口板(DIB);所述测试接口板包括被测FPGA和辅助硬件配置电路；
所述服务器和编程器通过USB连接进行数据交换，所述服务器通过本地总线(LocalBus)与所述测试仪主机连接进行数据交换，所述编程器通过被测FPGA的JTAG接口配置被测FPGA的程序，所述测试仪主机通过DPS电源模块(Device Power Supply)为被测FPGA提供电源并测量其工作电流，通过数字通道(Digital Channel)向被测FPGA施加测试激励信号并采样测试结果。
[0009]一种应用于宇航型号的FPGA器件级自动化测试方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤(1)，基于Xilinx ISE开发环境，通过Verilog或VHDL设计被测FPGA的配置程序，综合实现后产生*.bit文件；
步骤(2)，通过ISE集成的工具包转换为一个或多个*.svf格式的文件；
步骤(3)，通过开发专用Perl软件，将*.svf格式的文件转换为*vec格式的JTAG配置数据流，包括TMS、TCK、TD1、TDO四组信号；
步骤(4)，在自动测试设备(ATE)的IG-XL开发环境下编写程序(VBT后台)，调用Perl程序，将*.vec数据通过USB总线下载到编程器(Programmer)中，由编程器通过JTAG接口完成对FPGA的功能配置；最后调用测试仪的DPS与数字通道资源，完成对FPGA的测试并记录测试结果；
步骤(5)，完成一项测试后重复执行所述步骤(4)的工作，直到全部测试项执行完毕。
[0010]本发明的有益效果:
(1)国内目前尚没有可进行Vertix-4系列SRAM型FPGA的器件级测试评估方法，本发明尚属首次；
(2)本发明通过计算机硬盘存储FPGA配置程序，通过JTAG下载电路完成对FPGA的功能配置，解决了通用ATE测试向量存储空间有限的问题，且具备极高的扩展能力。
[0011](3)本发明通过开发专用的JTAG下载电路与软件，并与ATE软件开发环境进行集成，实现了多个FPGA配置程序的连续下载与ATE的自动化测试，且配置程序的数量可以灵活增减；
(4)本发明通过开发FPGA配置程序及测试程序，可实现对器件手册中全部电参数以及器件全部逻辑资源的测试。
[0012](5)本发明结合软件仿真与测试向量转换技术，可实现特殊用户对于FPGA器件编程后电参数特性与功能的测试验证需求。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的测试平台硬件结构图；
图2为本发明的测试方法流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0015]一种应用于宇航型号用FPGA的器件级自动化测试平台，其特征在于包括:服务器(Server)、编程器(Programmer)、测试仪主机(Tester)以及测试接口板(DIB);所述测试接口板包括被测FPGA和辅助硬件配置电路；
所述服务器和编程器通过USB连接进行数据交换，所述服务器通过本地总线(LocalBus)与所述测试仪主机连接进行数据交换，所述编程器通过被测FPGA的JTAG接口配置被测FPGA的程序，所述测试仪主机通过DPS电源模块(Device Power Supply)为被测FPGA提供电源并测量其工作电流，通过数字通道(Digital Channel)向被测FPGA施加测试激励信号并采样测试结果。
[0016]其中，所述服务器用于控制所述被测FPGA的配置程序的下载和电测试程序的执行，并记录测试结果；
其中，所述被测FPGA通过无损Socket连接到所述辅助硬件配置电路，所述辅助硬件配置电路包括CPLD与多片Flash存储器，所述CPLD通过所述被测FPGA的Select Map接口与所述被测FPGA连接；
其中，所述辅助硬件配置电路支持跳过JTAG接口，由板载的Flash存储器通过所述Select Map接口完成对所述被测FPGA的配置；
其中，所述测试接口板还包括无损测试夹具、扩展的硬件配置电路与管理电路，
其中，所述FPGA的器件级自动化测试平台可以用于Xilinx公司Vertix-4系列SRAM型FPGA的器件级自动化测试；
其中，所述FPGA的器件级自动化测试平台可用于实现器件手册上全部电参数的测试，包括 VDRINT、VDRI, I REF, IL、IRPU, IRPD, ICCINTQ、ICCOQ, ICCAUXQ、不同标准单端信号的VIL, V