[發明專利]一種基于配置詞典的FPGA測試配置分析評價方法

有效

• 申請號: 201110161031.1
• 申請日: 2011-06-15
• 公開（公告）號: CN102830345B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 楊海鋼;周發標;秋小強;王飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01R31/3185
• 分類號: G01R31/3185
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 周國城

技術領域

本發明涉及可編程邏輯器件技術領域，是一種適用于現場可編程門陣列器件測試配置的分析評價方法。

背景技術

現場可編程門陣列(FPGA)是一種大規模可編程器件，由可編程邏輯模塊(CLB)、連線資源、輸入輸出模塊(IOB)構成。其中可編程邏輯模塊用來實現用戶電路的邏輯功能；連線資源用來提供邏輯塊間的連接關系；輸入輸出模塊用來讓用戶定義輸入輸出信號。配置文件存儲在片外存儲器中(如PROM)，通過FPGA提供的配置方式下載到芯片中，從而實現相應的電路功能。

FPGA是一種復雜的集成電路器件。如Xilinx公司的Virtex-2系列FPGA包含幾百萬個邏輯門，以及幾百萬的電路連線。如果其中一些門電路或連線發生缺陷(缺陷是一種物理損壞，在生產、運輸、使用過程中引入)，會導致電路不能正常工作。所以要對FPGA進行完備的測試，以保證器件處于可接受的質量水平。

集成電路測試中的一個重要問題就是對測試向量進行評估，它影響到測試的效率及測試的質量。在測試領域通過建立故障模型，用邏輯故障來反映物理缺陷，并通過故障覆蓋率對測試向量進行評估。如常用的固定故障模型，假設電路節點保持固定的邏輯值，無論什么樣的邏輯值驅動該電路節點，它都固定為0或固定1，用來反映電路中的開路或短路缺陷。故障覆蓋率是測試到的故障模型與所有故障模型的比值。

FPGA的測試向量包括測試配置、測試激勵和測試響應。測試過程中，施加測試配置的時間是毫秒級的，施加測試激勵、得到測試響應并比較的時間是微秒級的，測試時間主要由配置時間決定。FPGA測試需測試工程師開發專門的測試配置，這些測試配置需進行故障覆蓋率評估以提高故障覆蓋率，并減少需要的測試配置數目。目前，目前針對FPGA測試配置的評價方法也主要采用故障仿真的方法。但隨著FPGA的規模的擴大，通過故障仿真計算測試向量故障覆蓋率的方法非常耗時，例如Xilinx的XCV1000E系列大約有1000K個邏輯門，通過故障仿真評估故障覆蓋率需要數百個小時。因此需要研究FPGA測試配置的快速分析評價方法，以提高測試配置的開發效率。

發明內容

本發明的目的是公開一種基于配置詞典的FPGA測試配置分析評價方法，用于分析評價FPGA測試配置的完備性。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案是：

一種基于配置詞典的FPGA測試配置分析評價方法，用于現場可編程門陣列測試配置，其包括以下步驟：

(1)建立現場可編程門陣列基本可編程單元的配置詞典；

(2)根據測試配置測試的資源，建立測試配置的分析模板；

(3)建立對應于分析模板的配置詞典；

(4)采用模板化的方法并行對測試配置進行分析處理；

(5)根據分析處理的結果，對測試配置的完備性進行評價，并分析該組測試配置所有可測和不可測的資源。

所述的測試配置分析評價方法，其所述現場可編程門陣列中基本可編程單元的配置詞典，由基本可編程單元測試時必須要包含測試配置以及每組配置對應可測的故障構成，用于對基本可編程單元配置碼的完備性進行評價；測試配置的分析方法，包含建立所有基本可編程單元的配置詞典的步驟。

所述的測試配置分析評價方法，其所述(2)步中測試配置分析模板，以現場可編程門陣列的功能單元為基礎，并對應于測試配置測試的資源；現場可編程門陣列中各模塊的功能不同，且相對獨立，測試時大多分開進行，測試時專用的測試配置只針對特定的資源進行測試，根據測試配置測試的資源建立不同的模板，以靈活分析不同資源的測試配置。

所述的測試配置分析評價方法，其所述(3)步中對應于分析模板的配置詞典，以基本可編程單元的配置詞典為基礎，同時考慮模板內基本可編程單元的可測性；模板內的配置詞典用以對模板配置碼的完備性進行評價，并根據完備性評價的結果決定分析模板內可測和不可測的資源。

所述的測試配置分析評價方法，其所述(4)步中模板化的方法，是利用現場可編程門陣列重復陣列結構的特點，通過模板的復用實現對整個測試配置的分析處理；所有模板的分析并行進行，從而減少了所述方法的運行時間。

所述的測試配置分析評價方法，其所述(5)步中評價測試配置的完備性，根據測試配置對FPGA中所有基本可編程單元要測試的配置碼的覆蓋情況，對該組測試配置的完備性進行評價；或根據配置詞典中配置碼對應的故障模型，計算測試配置能達到的故障覆蓋率。