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    重庆时时彩走势图大全: 一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技术.pdf

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    一种 应用于 反熔丝 FPGA 编程 自动化 测试 技术
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    摘要
    申请专利号:

    CN201710057883.3

    申请日:

    2017.01.23

    公开号:

    CN106771991A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/3185申请日:20170123|||公开
    IPC分类号: G01R31/3185 主分类号: G01R31/3185
    申请人: 电子科技大学
    发明人: 李威; 彭玉玲; 杜涛
    地址: 611731 四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201710057883.3

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种应用于反熔丝FPGA的编程前自动化测试技术。此技术可以对任意反熔丝FPGA进行编程前自动化测试。本发明首先构建测试向量库,利用软件手段由测试向量发送??樽远酉蛄靠庵谐槿〔馐韵蛄?,并将测试向量分别同时输入电路逻辑仿真激励施加??楹偷缏废煊ρ橹つ??,进行反熔丝FPGA电路仿真,经过电路仿真分析和验证后,输入被测反熔丝FPGA芯片,然后由测试响应验证??椴杉疐PGA芯片输出结果,并与之前输入的参考测试信息进行比对,自动生成测试报告,由此实现反熔丝FPGA的编程前自动化测试。整个测试过程能有效避免大量人工干预,测试结束后,查看测试报告,即可知道芯片的测试结果。本发明技术能够快速完成反熔丝FPGA芯片的编程前自动化测试,显著提升反熔丝FPGA芯片的测试效率。

    权利要求书

    1.一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技术,其特征包括:电路逻辑特征化抽
    象数据信息提取,提取信息的测试向量格式化生成,测试向量库构建,利用电路仿真平台对
    自动化测试向量及测试方法的验证,利用硬件测试平台对反熔丝FPGA芯片的自动化测试;
    本发明首先构建测试向量库,利用软件手段由测试向量发送??樽远酉蛄靠庵谐槿〔馐?br />向量,并将测试向量分别输入仿真激励施加??楹偷缏废煊ρ橹つ??,经过电路仿真平台
    分析和验证后,由测试激励施加??槭淙氡徊夥慈鬯縁PGA芯片,然后由测试响应验证???br />采集FPGA芯片输出结果,并与之前输入的测试向量信息进行比对,自动生成测试报告,由此
    实现反熔丝FPGA的编程前自动化测试;所述提取信息的测试向量格式化生成特征在于:利
    用软件把待测??槎杂Φ目刂萍拇嫫饔行槐嗪判畔⒆戏慈鬯縁PGA测试向量规
    范的二进制序列,比如:要配置可编程逻辑??榈哪持止δ芑蚺渲檬淙胧涑瞿?榈亩丝诠?br />能时,需要在一些特定编号的控制寄存器中载入1和0,把需要载入1的控制寄存器和需要载
    入0的控制寄存器对应的位置编号信息描述出来,然后通过软件把这些数据信息的描述转
    化为与被测反熔丝FPGA匹配的二进制序列,即完成提取信息的测试向量格式化;测试向量
    库构建则是把所有待测??樗璧囊丫袷交牟馐韵蛄考系揭黄鸸钩梢桓鐾暾南?br />量库,反熔丝FPGA编程前测试时直接从向量库中自动抽取需要的测试向量即可。
    2.根据权利要求1所述的一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技术,其特征在
    于:所述电路逻辑特征化抽象数据信息提取是指在对可编程逻辑??榛蚴淙胧涑瞿?榈茸?br />源配置功能时,对待测??槎丝谒杂Φ目刂萍拇嫫鞯奈恢帽嗪判畔⒑褪菪畔⒔泄娣?br />化描述,使其呈现一定的规律。
    3.根据权利要求1所述的一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技术,其特征在
    于:所述利用电路仿真平台分析并验证测试向量及自动化测试方法的正确性,是为芯片测
    试平台对反熔丝FPGA芯片的自动化测试提供参考;搭建反熔丝FPGA的电路仿真平台是通过
    仿真激励施加??榻砑远崛〉牟馐韵蛄考釉氐椒慈鬯縁PGA仿真电路中,借助电路响
    应验证???,验证测试向量的正确性以及自动化测试方法的正确性来实现。
    4.根据权利要求1所述的一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技术,其特征在
    于:硬件测试平台是由测试向量发送???,测试激励施加??橐约安馐韵煊ρ橹つ?榈裙?br />建的反熔丝FPGA测试系统;测试时,根据测试任务需要利用软件从测试向量库中自动抽取
    测试所需向量组,提供给测试向量发送???,测试向量发送??樵侔巡馐韵蛄客狈直鹗?br />入测试激励施加??楹筒馐韵煊ρ橹つ??,测试激励施加??樘崛〔馐韵蛄康氖淙胄畔⒍?br />反熔丝FPGA芯片施加激励,测试响应验证??椴杉慈鬯縁PGA芯片的输出结果,并与测试
    向量的输出信息进行比对,生成测试报告,由此完成反熔丝FPGA的编程前自动化测试。

    说明书

    一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技术

    技术领域

    本发明属于集成电路领域,涉及一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技
    术。

    背景技术

    反熔丝FPGA在制造出来后,编程前为逻辑空片,不具有任何逻辑功能,需要对其进
    行编程,使芯片具有一定的逻辑功能,才可被使用。而在芯片编程之前,需要对未编程反熔
    丝FPGA芯片的可编程逻辑??楹褪淙胧涑瞿?榈茸试唇泄δ懿馐?,以确保芯片没有缺
    陷,这就是所谓的编程前测试。

    在反熔丝FPGA研发过程中,电路的晶圆测试和成品测试阶段需要进行编程前测
    试;反熔丝FPGA形成产品后在交付前需要进行编程前测试;用户在使用反熔丝FPGA产品前,
    为了验证器件初始状态的完整性,往往也需要进行编程前测试。编程前测试是反熔丝FPGA
    最主要、最关键和最频繁的测试内容。反熔丝FPGA芯片自带测试控制电路,在编程前,测试
    控制电路可以检测FPGA芯片内部逻辑资源的功能完整与否,互联单元是否存在缺陷,布线
    资源是否存在短路或断路等故障情况,利用该测试控制电路可以实现对芯片的编程前测
    试。传统的反熔丝FPGA编程前测试靠人工方式逐个对待测??榕渲貌馐韵蛄坎⒔泄δ懿?br />试,使测试效率低下,而且随着待测??榈脑龆?,测试的组合也相应的增多,容易出现测试
    覆盖率不高的情况。本发明针对上述问题,在详细研究FPGA内部结构的基础上,运用“自动
    化”的思想对传统FPGA的测试理论和方法做出创新改进;本发明的自动化测试技术能显著
    提高反熔丝FPGA编程前测试效率,反熔丝FPGA阵列的规模越大,测试效率的提升越显著。

    发明内容

    本发明提供一种应用于反熔丝FPGA编程前的自动化测试技术,该技术能够对反熔
    丝FPGA芯片的编程前功能实现便捷快速的全自动化测试。

    本发明首先构建测试向量库,利用软件手段由测试向量发送??樽远酉蛄靠庵?br />抽取测试向量,并将测试向量分别输入仿真激励施加??楹偷缏废煊ρ橹つ??,经过电路
    仿真平台分析和验证后,由测试激励施加??槭淙氡徊夥慈鬯縁PGA芯片,然后由测试响应
    验证??椴杉疐PGA芯片输出结果,并与之前输入的测试向量信息进行比对,自动生成测试
    报告,由此实现反熔丝FPGA的编程前自动化测试。本发明技术特征包括:电路逻辑特征化抽
    象数据信息提取,提取信息的测试向量格式化生成,测试向量库构建,利用电路仿真平台对
    自动化测试向量及测试方法的验证,利用硬件测试平台对反熔丝FPGA芯片的自动化测试;
    所述提取信息的测试向量格式化生成特征在于:利用软件把待测??槎杂Φ目刂萍拇嫫饔?br />效位编号信息转化为符合反熔丝FPGA测试向量规范的二进制序列,比如:要配置可编程逻
    辑??榈哪持止δ芑蚺渲檬淙胧涑瞿?榈亩丝诠δ苁?,需要在一些特定编号的控制寄存器
    中载入1和0,把需要载入1的控制寄存器和需要载入0的控制寄存器对应的位置编号信息描
    述出来,然后通过软件把这些数据信息的描述转化为与被测反熔丝FPGA匹配的二进制序
    列,即完成提取信息的测试向量格式化;测试向量库构建则是把所有待测??樗璧囊丫?br />格式化的测试向量集合到一起构成一个完整的向量库,反熔丝FPGA编程前测试时直接从向
    量库中自动抽取需要的测试向量即可。本发明的详细说明如下:

    1.对反熔丝FPGA进行测试覆盖点的规划,把测试覆盖点的位置利用电路逻辑特征
    化抽象提取出来,使所有测试覆盖点都具有相应的抽象化描述;所述测试覆盖点是指反熔
    丝FPGA的待测可编程逻辑??榛蚩膳渲檬淙胧涑瞿??;电路逻辑特征化抽象提取的数据信
    息是指在对可编程逻辑??榛蚴淙胧涑瞿?榈茸试磁渲霉δ苁?,待测??槁呒丝谒杂?br />的控制寄存器的位置编号信息和数据信息。

    2.把步骤1中用电路逻辑特征化抽象的测试覆盖点所对应的提取信息进行测试向
    量格式化,比如:反熔丝FPGA的某个待测可编程逻辑???,步骤1中给出了该待测??榈拿?br />一个逻辑端口分别对应的有效控制寄存器的位置编号信息,对反熔丝FPGA进行测试时,除
    了需要对有效控制寄存器载入数据外,非有效控制寄存器也需要载入明确数据,即全体控
    制寄存器的数据信息按先后顺序排列构成由0和1组成的二进制序列,将该二进制序列的排
    列顺序和序列长度调整为与被测反熔丝FPGA相匹配的格式后,即得到该测试覆盖点的测试
    向量规范序列。

    3.采用步骤2的方法将反熔丝FPGA的可编程逻辑??楹涂膳渲檬淙胧涑瞿?榈娜?br />部资源逐一转化为测试向量,收集格式化生成的所有测试向量,集合到一起即完成测试向
    量库的构建;测试向量库用于反熔丝FPGA编程前测试时搜索抽取需要的测试向量;该步骤
    构建的测试向量库是自动化测试的基础,针对特定测试任务,可通过软件方式方便快速地
    抽取并重构测试向量组。

    4.利用电路仿真平台分析并验证测试向量及自动化测试方法的正确性,是为芯片
    测试平台对反熔丝FPGA芯片的自动化测试提供参考;搭建反熔丝FPGA的电路仿真平台是通
    过仿真激励施加??榻砑远槿〉牟馐韵蛄考釉氐椒慈鬯縁PGA仿真电路中,借助电路
    响应验证???,验证测试向量的正确性以及自动化测试方法的正确性来实现。

    5.利用硬件测试平台对反熔丝FPGA芯片进行自动化测试;所述硬件测试平台是指
    由测试向量发送???、测试激励施加??橐约安馐韵煊ρ橹つ?榈裙菇ǖ姆慈鬯縁PGA测试
    系统;测试时,根据测试任务需要利用软件从测试向量库中自动抽取测试所需向量组,提供
    给测试向量发送???,测试向量发送??樵侔巡馐韵蛄客狈直鸫透馐约だ┘幽??br />和测试响应验证???,测试激励施加??樘崛〔馐韵蛄康氖淙胄畔⒍苑慈鬯縁PGA芯片施加
    激励,测试响应验证??椴杉慈鬯縁PGA芯片的输出结果,并与测试向量的输出信息进行
    比对,生成测试报告,由此完成反熔丝FPGA的编程前自动化测试。

    附图说明

    图1为本发明的被测可编程逻辑??楹捅徊馐淙胧涑瞿?楸喑糖安馐允疽馔?。

    图2为本发明的电路逻辑特征化抽象数据信息提取示意图。

    图3为本发明的测试向量格式化生成示意图。

    图4为本发明的测试向量库构成示意图。

    图5为本发明的电路仿真平台对测试向量进行自动化验证的较佳实例示意图。

    图6为本发明的硬件测试平台对反熔丝FPGA芯片进行自动化功能测试的较佳实例
    示意图。

    具体实施方式

    为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例
    中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述?;诒痉⒚髦械氖凳├?,
    本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发
    明?;さ姆段?。

    图1为本发明的可编程逻辑??楹褪淙胧涑瞿?楸喑糖安馐允疽馔?。利用软件从
    测试向量库中自动抽取测试向量给测试控制电路,测试控制电路通过载入测试向量将指定
    的配置信号施加给可编程逻辑??榛蚴淙胧涑瞿??,配置成指定的功能,??楣δ芘渲猛?br />成后,再利用测试控制电路对被测??榈氖涑鼋胁杉?,然后与测试向量库中的参考输出
    值进行比对,从而判断??榈墓δ苁欠裾?。

    图2为本发明的电路逻辑特征化抽象数据信息提取示意图。反熔丝FPGA的待测模
    块在给定输入后,输出端会有对应的固定逻辑输出结果,每个待测??榈氖淙胄畔⒍加商?br />定控制寄存器提供,每个待测??榈氖涑鲂畔⒍加商囟刂萍拇嫫鞑裳占?,电路的逻辑
    特征化抽象,就是提取出待测??榈拿扛鍪淙攵丝诤褪涑龆丝诙杂Φ目刂萍拇嫫鞯挠行?br />置编号信息。将反熔丝FPGA的所有可编程逻辑??楹褪淙胧涑瞿?榈亩丝谟肟刂萍拇嫫饔?br />效位置编号对应关系信息进行完整提取,最终得到反熔丝FPGA电路逻辑特征化抽象提取的
    全部数据信息。该数据信息是后续编程前自动化测试的测试向量生成的基础。

    图3是测试向量格式化生成示意图。将待测??榈奈锢砦恢眯畔?,待测??椴馐怨?br />能信息,电路逻辑特征化抽象数据信息提供给测试向量生成软件,测试向量生成软件根据
    待测??榈奈锢砦恢眯畔⑺阉鞫杂Φ牡缏仿呒卣骰橄笫菪畔?,定位待测??榈母鞲?br />输入输出端口的测试控制电路寄存器的有效位置编号,再结合待测??椴馐怨δ苄畔?,生
    成与被测反熔丝FPGA相匹配的有规范长度和排列顺序的二进制序列,即得到格式化的测试
    向量。反熔丝FPGA的每一个待测??榫杂Ω袷酵骋坏南嗷ザ懒⒌亩菩蛄行偷牟馐韵?br />量,利用软件采用相同的格式化规范,能够快速地生成反熔丝FPGA的任意一个测试向量,避
    免人工编制测试向量的繁琐和大量耗时。

    图4是测试向量库构成示意图。将反熔丝FPGA所有可编程逻辑??楹褪淙胧涑瞿?br />块对应的已经完成格式化的测试向量集合在一起,即构成图4所示的测试向量库,该向量库
    为反熔丝FPGA可用测试向量的全体,是编程前测试实现自动化的基础。

    图5是电路仿真平台对测试向量进行自动化验证的较佳实例示意图。电路仿真平
    台分析并验证测试向量及自动化测试方法的正确性,是为芯片硬件测试平台对反熔丝FPGA
    芯片的自动化测试提供参考。图5整个流程为:软件从测试向量库中自动抽取测试向量,提
    供给测试向量发送???,由测试向量发送??榘巡馐韵蛄客狈直鸫透抡婕だ┘幽?br />块和电路响应验证???,仿真激励施加??榘讶∽杂诓馐韵蛄康姆抡婕だ釉氐椒慈鬯?br />FPGA电路,然后借助电路响应验证??椴杉慈鬯縁PGA电路的仿真输出,并将其与测试向
    量的参考输出信息进行比对,自动生成仿真报告,得出验证测试向量及测试方法正确性的
    自动化仿真验证结果。

    图6是硬件测试平台对反熔丝FPGA芯片进行自动化测试的较佳实例示意图。硬件
    测试平台是由测试向量发送???,测试激励施加??橐约安馐韵煊ρ橹つ?榈裙菇ǖ姆慈?br />丝FPGA测试系统。其中三个??橹饕δ芊直鹞翰馐韵蛄糠⑺湍?槲馐匀挝穹峙洳馐?br />向量,使测试向量的发送智能化;测试激励施加??樘崛〔馐韵蛄康氖淙胄畔⒍苑慈鬯?br />FPGA施加激励,实现芯片测试激励的自动化加载,避免人工干预;测试响应验证??椴杉?br />熔丝FPGA芯片的输出结果,并与测试向量的输出信息进行比对,生成测试报告。测试时,根
    据反熔丝FPGA测试任务需要利用软件从测试向量库中自动抽取测试所需向量组,提供给测
    试向量发送???,测试向量发送??樵侔巡馐韵蛄客贝透馐约だ┘幽?楹筒馐韵?br />应验证???,测试激励施加??樘崛〔馐韵蛄康氖淙胄畔⒍苑慈鬯縁PGA芯片施加激励,测
    试响应验证??椴杉疐PGA芯片的输出结果,并与测试向量的输出信息进行比对,生成测试
    报告,即完成反熔丝FPGA的编程前自动化测试。

    采用本发明创新改进的自动化测试技术,反熔丝FPGA编程前测试通过软件构建测
    试向量库,根据测试任务利用软件从向量库自动抽取需要的测试向量,由硬件测试平台实
    现自动化测试并自动生成测试报告,避免反熔丝FPGA测试过程的大量人工干预。

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