[發(fā)明專(zhuān)利]一種高精度FPGA焊點(diǎn)故障實(shí)時(shí)診斷方法及診斷裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910248628.6
• 申請(qǐng)日: 2019-03-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109932640B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟雙德;王倩;王可君
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京唯實(shí)興邦科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/3185
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/3185
• 代理公司: 紹興市寅越專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 33285
• 代理人: 郭云梅

本發(fā)明公開(kāi)了一種高精度FPGA焊點(diǎn)故障實(shí)時(shí)診斷方法及診斷裝置，將兩個(gè)FPGA焊點(diǎn)的引腳均連接一個(gè)外接電容器，先設(shè)置兩個(gè)引腳均輸出低電平狀態(tài)，對(duì)外接電容器進(jìn)行放電，然后設(shè)置一個(gè)引腳輸出高電平狀態(tài)，對(duì)外接電容器進(jìn)行充電，并采用高頻時(shí)鐘對(duì)另一個(gè)引腳的信號(hào)進(jìn)行采樣，記錄高頻時(shí)鐘采樣的周期數(shù)獲得電容器的充電時(shí)間，計(jì)算出對(duì)應(yīng)FPGA焊點(diǎn)的電阻值，判斷該FPGA焊點(diǎn)是否故障，并預(yù)測(cè)該FPGA焊點(diǎn)的壽命；本發(fā)明通過(guò)單個(gè)電容檢測(cè)兩個(gè)焊點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)獲得更精確的焊點(diǎn)電阻值，可用于FPGA焊點(diǎn)壽命的預(yù)測(cè)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于芯片檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種FPGA焊點(diǎn)故障檢測(cè)技術(shù)，具體是一種高精度FPGA焊點(diǎn)故障實(shí)時(shí)診斷方法及診斷裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)具有明顯的并行性，在電子系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。由熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力引起的焊點(diǎn)故障是FPGA中最常見(jiàn)的故障之一，值得注意的是，這個(gè)故障將導(dǎo)致FPGA焊點(diǎn)的電阻增加。

因此，對(duì)FPGA焊點(diǎn)電阻的監(jiān)測(cè)可以用來(lái)評(píng)估FPGA的健康狀況，并為FPGA的故障和健康管理提供數(shù)據(jù)。通常情況下，當(dāng)FPGA的焊點(diǎn)的電阻值超過(guò)300Ω并持續(xù)超過(guò)200μs時(shí)，則可以判定該FPGA焊點(diǎn)是故障的。

美國(guó)銳拓集團(tuán)公司開(kāi)發(fā)了SJ-BIST(Solder Joint Built-In Selftest)方法用于診斷FPGA焊點(diǎn)故障，只需要一個(gè)單一的電容同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)焊點(diǎn)，采用SJ-BIST方法可以在幾納秒時(shí)間內(nèi)檢測(cè)FPGA焊點(diǎn)電阻的變化，但是，該方法不能獲得檢測(cè)到焊點(diǎn)的電阻值，只能診斷出檢測(cè)到的焊點(diǎn)故障與否。

現(xiàn)有的FPGA焊點(diǎn)診斷方法雖然可以檢測(cè)FPGA焊點(diǎn)的故障，但無(wú)法獲得更精確的焊點(diǎn)電阻值，對(duì)FPGA焊點(diǎn)的壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高精度FPGA焊點(diǎn)故障實(shí)時(shí)診斷方法及診斷裝置，用單個(gè)電容檢測(cè)兩個(gè)焊點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)獲得更精確的焊點(diǎn)電阻值，可用于FPGA焊點(diǎn)壽命的預(yù)測(cè)。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高精度FPGA焊點(diǎn)故障實(shí)時(shí)診斷方法，具體包括以下步驟：

步驟S1，首先建立FPGA焊點(diǎn)故障診斷方法模型，所述FPGA焊點(diǎn)故障診斷方法模型包括兩個(gè)FPGA焊點(diǎn)的引腳PinA和PinB，兩個(gè)引腳PinA和PinB均連接一個(gè)外接電容器；

步驟S2，設(shè)置引腳PinA和引腳PinB均輸出低電平狀態(tài)，對(duì)外接電容器進(jìn)行放電；

步驟S3，設(shè)置引腳PinA輸出高電平狀態(tài)，對(duì)外接電容器進(jìn)行充電；

步驟S4，采用高頻時(shí)鐘對(duì)引腳PinB的信號(hào)進(jìn)行采樣，實(shí)時(shí)獲取引腳PinB的狀態(tài)；

步驟S5，當(dāng)引腳PinB輸出高電平狀態(tài)時(shí)，記錄高頻時(shí)鐘采樣的周期數(shù)，計(jì)算出引腳PinA對(duì)應(yīng)的FPGA焊點(diǎn)的電阻值；

其中，引腳PinA對(duì)應(yīng)的FPGA焊點(diǎn)的電阻值R為

其中，V_thresh為引腳PinB從低電平狀態(tài)到高電平狀態(tài)的臨界電壓值，V₁為外接電容器充電過(guò)程的最終電壓，C為外接電容器的電容值，n為高頻時(shí)鐘的周期數(shù)，f為高頻時(shí)鐘的采樣頻率；

步驟S6，根據(jù)步驟S5中計(jì)算出的FPGA焊點(diǎn)電阻值，判斷該FPGA焊點(diǎn)是否故障，并預(yù)測(cè)該FPGA焊點(diǎn)的壽命。

進(jìn)一步地，還包括了以下步驟：

步驟S7，再次設(shè)置引腳PinA和引腳PinB均輸出低電平狀態(tài)，對(duì)外接電容器進(jìn)行放電；