FPGA系统内部逻辑在线测试技术研究

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FPGA简介

FPGA简介
四是FPGA的集成度比CPLD高,具有更复杂的布线结构和逻辑实现。
五是CPLD比FPGA使用起来更方便。CPLD的编程采用E2PROM或FASTFLASH技术,无需外部存储器芯片,使用简单。而FPGA的编程信息需存放在外部存储器上,使用方法复杂。
六是PLD的速度比FPGA快,并且具有较大的时间可预测性。这是由于FPGA是门级编程,并且CLB之间采用分布式互联,而CPLD是逻辑块级编程,并且其逻辑块之间的互联是集总式的。
八是CPLD保密性好,FPGA保密性差。
九是一般情况下,CPLD的功耗要比FPGA大,且集成度越高越明显
三、FPGA与ASIC、CPLD
1、FPGA和ASIC的比较
ASIC是英文的Application Specific Integrated Circuits缩写,即专用集成电路,是指应特定用户要求和特定电子系统的需要而设计、制造的集成电路。目前用CPLD(复杂可编程逻辑器件)和FPGA(现场可编程逻辑阵列)来进行ASIC设计是最为流行的方式之一,它们的共性是都具有用户现场可编程特性,都支持边界扫描技术,但两者在集成度、速度以及编程方式上具有各自的特点。ASIC的特点是面向特定用户的需求,品种多、批量少,要求设计和生产周期短,它作为集成电路技术与特定用户的整机或系统技术紧密结合的产物,与通用集成电路相比具有体积更小、重量更轻、功耗更低、可*性提高、性能提高、保密性增强、成本降低等优点。
一、FPGA简介
FPGA是英文Field Programmable Gate Array的缩写,即现场可编程门阵列,它是在可编程阵列逻辑PAL(Programmable Array Logic)、门阵列逻辑GAL(Gate Array Logic)、可编程逻辑器件PLD(Programmable Logic Device)等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路ASIC(Application Specific Integrated Circuit)领域中的一种半定制电路而出现的,既解决了定制电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。FPGA能完成任何数字器件的功能,上至高性能CPU,下至简单的74系列电路,都可以用FPGA来实现。FPGA如同一张白纸或是一堆积木,工程师可以通过传统的原理图输入法,或是硬件描述语言自由设计一个数字系统。通过软件仿真,我们可以事先验证设计的正确性。在PCB完成以后,还可以利用FPGA的在线修改能力,随时修改设计而不必改动硬件电路。使用FPGA来开发数字电路,可以大大缩短设计时间,减少PCB面积,提高系统的可*性。PLD的这些优点使得PLD技术在90年代以后得到飞速的发展,同时也大大推动了电子设计自动化EDA(Electronic Design Automatic)软件和硬件描述语言VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description)的进步。

在线pl测试设备技术规格书

在线pl测试设备技术规格书

在线PL测试设备技术规格书1. 引言在线PL(Programmable Logic)测试设备是一种用于测试和验证可编程逻辑器件的工具。

本技术规格书旨在提供有关在线PL测试设备的详细技术规格和功能描述,以便用户了解该设备的性能和能力。

2. 设备概述在线PL测试设备是一种专门设计用于对可编程逻辑器件进行功能验证和故障诊断的设备。

它可以通过连接到目标器件上进行信号采集、控制和分析,从而实现对器件的全面测试。

3. 技术规格3.1 支持的器件类型在线PL测试设备支持多种常见的可编程逻辑器件类型,包括但不限于: - FPGA (Field Programmable Gate Array) - CPLD(Complex Programmable Logic Device) - PAL(Programmable Array Logic)3.2 测试接口在线PL测试设备提供多种接口用于与目标器件进行连接,包括: - JTAG(Joint Test Action Group)接口 - SPI(Serial Peripheral Interface)接口 - I2C (Inter-Integrated Circuit)接口3.3 测试功能在线PL测试设备具有以下主要功能: - 逻辑信号采集:能够采集目标器件上各个引脚的逻辑信号,并进行实时显示和记录。

- 逻辑信号控制:能够向目标器件发送特定的逻辑信号,以测试器件的响应和功能。

- 时序分析:能够对目标器件上的时序进行分析和验证,以确保其满足设计要求。

- 故障诊断:能够检测目标器件上的故障,并提供相应的诊断信息,帮助用户快速定位问题。

3.4 软件支持在线PL测试设备配套软件提供以下功能: - 设备配置:能够对在线PL测试设备进行初始化和配置,以适配不同型号和类型的可编程逻辑器件。

- 测试程序编写:提供图形化界面用于编写测试程序,并支持常见的测试语言和脚本。

- 测试结果分析:能够对测试结果进行自动化分析,生成详细的测试报告并可视化显示。

基于FPGA的ICT在线测试仪硬件设计的开题报告

基于FPGA的ICT在线测试仪硬件设计的开题报告

基于FPGA的ICT在线测试仪硬件设计的开题报告1. 研究背景在电子行业中,测试是非常重要的一环。

随着电子产品的不断发展和更新换代,各种测试方法和手段也在不断地更新。

其中,ICT(In-Circuit Test)在线测试技术是一种非常有效的测试方法。

ICT在线测试技术具有测试速度快、测试精度高、测试成本低等优点,在电子制造业中得到了广泛的应用。

目前市场上ICT在线测试仪大多使用PC作为核心控制器,在测试时需要连接外设器材,并通过软件进行测试,这样就存在一些问题:软硬件系统嵌套,测试速度慢,控制精度低,易出现软硬件之间不兼容、误差不准确等问题。

因此我们需要探索一种新的方法,设计一种基于FPGA 的ICT在线测试仪,提高测试效率和准确度。

2. 研究目的本研究旨在设计一种基于FPGA的ICT在线测试仪,具有以下目的:(1) 提高测试效率和准确度,代替原先PC控制方式的用于在线测试单板电路的测试仪器,实现更快速的测试和更高的测试精度。

(2) 探索基于FPGA的ICT在线测试仪设计的各种技术细节,对FPGA开发技术进行了解和探索,为提高在线测试仪器的控制精度、测试速度做出技术贡献。

3. 研究内容本研究的主要内容包括:(1) 分析ICT在线测试仪的设计原理和测试步骤,了解ICT在线测试仪的功能和特点,并对ICT在线测试仪进行局部改进使其更适合使用FPGA控制方式。

(2) 熟悉FPGA技术知识,掌握FPGA的硬件设计流程和常用开发工具,实现基于FPGA的ICT在线测试仪的硬件设计。

(3) 实现基于FPGA的ICT在线测试仪的控制程序设计,编写相应的软件程序来配合测试仪器进行测试。

(4) 设计ICT测试程序,了解各种元器件的测试方法,提高测试效率和准确度。

4. 研究方法本文所采用的研究方法主要包括文献调研、实验研究和计算机仿真。

通过对相关文献的收集和整理,了解ICT在线测试仪的设计原理和各种测试方法,并从中寻找设计思路和技术细节。

FPGA芯片动态配置的研究与实现

FPGA芯片动态配置的研究与实现
Vo . 8, . 2 0 1 2 No 8, 0 6
文章 编号 :0 710 20 ) 80 0 —3 10 —3 X(0 6 0—1 80
F GA 芯 片 动 态 配 置 的研 究 与实 现 P
Re e r h a d I p e e t to ft e s a c n m lm n a i n o h Dy a i n i u a i n o n m cCo fg r to fFPGA
维普资讯
C 31 5 / N4 — 2 8 TP
1 s 1 0 - 3 X S N 0 7 1 0
计 算机 工 程与科 学
COM P UTER ENGI NEE NG &. CI RI S ENCE
2 0 年第 2 06 8卷第 8 期
加密) 。这样 , 根据 应用 需要 动态 地 配置 F G 芯片 的 可 PA
内部逻辑 , 如多种算 法 的置换 。这种 设计方式 还可节省 芯 片的使用数量 。
2 F GA 配置 原 理 P
以 X l x公司的 Vi e I系列 为例 ,P in i r x—I t F GA芯片的配
段 :
e e MAPMo e 四种方案 可选择 。 Sl t c d 等
所谓配置就 是将特 定 的应 用设计 按 F GA 设计 流程 P 转化为数据位流加载到 F GA的内部存 储器 中 , 现特定 P 实
逻辑功 能的过程 。由于 F G 芯片是 基 于 R PA AM 工 艺的 ,
所以 F G P A芯片的 配置 数据 是易失 的 。当器件 的 电源 被 关掉后 , 已加载的位流数据将随之而丢失 。所 以 , 通常将设
计完成 的 F G P A数据位流存于外部 的存 储器 件 中, 每次 上 电 自动进行 F G 芯 片配置 加载 。这 种方 式 直观 、 PA 简捷 、

基于FPGA的电容在线测试系统设计

基于FPGA的电容在线测试系统设计
快速 发 展 ,F P G A 以其 高 集成 度 、高 可靠 性
表1测试结果
标 准 值
0 . 1 p F 0 . 2 2 F 0 . 3 3 l 2 .2
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应 一 I
基 ̄F PGA g - 3 电容 在 线 测放 系 统 设 计
湖南工学院 凌
【 摘要 】P C B 板在焊接 后可能存在 元器 件的开路 、短路、漏焊等故障,所 以需要在不将元器件焊
目的 。
云 王 小虎 张晶晶
P C B 板的情况下设计 一种在线测试。本文研究了一种电容在 线测

测 电容 同U 和R 一 起 构成微 分 电路 。小 和相 位 。 图4 为D D S 硬件 电路 图 。


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~ IΒιβλιοθήκη 图2 电容在线测试硬件 电路图
Fi g . 2 H a r d w a r e Ci r c u i t di a g r a m o f c a p a c i t a n c e i n — c i r c u i t t e s t
图1电气隔 离原理 图
F i g . 1 S c h e m a t i C di a g r a m o f e I e c t r i c a I i S O I a ti o n
同,保 证 一 定频 率范 围内开 环 增益 与 频率 串行 输 入 方 式 ,在 w C L K 上 升 沿 把数 无 关 。H e a d e r 2 为 被测 电容 的接 入插 槽 。 据位 D 7 的 一位 数据 串行输 入 ,当 输入 4 0 位 z 。 、z 是 与被 测 电容相 连 的干 扰 阻 抗 。被 后 , 用一 个 F 0u D 脉 冲 即 可更 新 输 出 频率

FPGA的基本原理(详细+入门)

FPGA的基本原理(详细+入门)
十、 FPGA的集成度
门阵等效门:一个门阵等效门定义为一个两输入端的“与非”门。 系统门:是芯片上门的总数,是厂家指定给器件的一个门数。
十一、FPGA的封装
1、引脚数:FPGA芯片总的引脚数。 2、用户I/O数:指除了电源引脚、特殊功能引脚外的引脚,这些引脚可根据用户的需要进行配置。 3、 I/O驱动电流:8mA 或10mA。 4、时钟网络数:FPGA芯片可能包含1个、2个或4个时钟网络。 5、封装:PLCC,PQFP,CPGA等封装形式。 6、工作温度范围:FPGA芯片一般有商用、工业用及军用等不同的工作温度范围。 7、工作环境:一般分普通工作环境和航天工作环境。
ACT1模块是如何实现三输入与门的?
2、查表型FPGA结构 两输入与门: 4 X 1 RAM 表:
A
B
C
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A1
A0
(二)、 什么是FPGA? FPGA是英语(Field programmable Gate Array)的缩写,即现场可编程门阵。它的结构类似于掩膜可编程门阵(MPGA),由可编程逻辑功能块和可编程I/O模块排成阵列组成,并由可编程的内部连线连接这些逻辑功能块和I/O模块来实现不同的设计。 1、FPGA与MPGA的区别: MPGA利用集成电路制造过程进行编程来形成金属互连,而FPGA利用可编程的电子开关实现逻辑功能和互连。 2、FPGA与CPLD的区别: 1) 结构不同:FPGA是由可编程的逻辑模块、可编程的分段互连线和I/O模块组成,而CPLD是由逻辑阵列块、可编程连线阵列和I/O模块组成。 2) CPLD延时可预测(Predictable),FPGA的延时与布局布线情况有关。 3) CPLD 组合逻辑多而触发器较少,而FPGA触发器多。

《详解FPGA:人工智能时代的驱动引擎》札记

《详解FPGA:人工智能时代的驱动引擎》札记

《详解FPGA:人工智能时代的驱动引擎》阅读随笔目录一、FPGA简介 (2)1.1 FPGA的定义与特点 (3)1.2 FPGA的发展历程 (4)1.3 FPGA的应用领域 (5)二、FPGA的工作原理 (7)2.1 FPGA的基本架构 (8)2.2 FPGA的工作模式 (10)2.3 FPGA的编程语言 (11)三、FPGA在人工智能领域的应用 (12)3.1 机器学习与深度学习 (14)3.2 自动驾驶与机器人技术 (15)3.3 无人机与智能物流 (17)3.4 医疗诊断与生物信息学 (18)3.5 其他领域的FPGA应用 (20)四、FPGA的设计与优化 (22)4.1 FPGA设计流程 (23)4.2 硬件描述语言 (25)4.3 设计优化策略 (26)4.4 性能评估与测试 (28)五、FPGA的未来发展趋势 (29)5.1 技术创新与突破 (30)5.2 行业合作与生态系统建设 (32)5.3 应对挑战与机遇 (33)六、结论 (35)6.1 FPGA在人工智能时代的重要性 (36)6.2 未来展望与期许 (37)一、FPGA简介FPGA(现场可编程门阵列)是一种集成电路芯片,它允许设计师在硬件层面上实现可编程的解决方案。

与传统的专用硬件电路相比,FPGA具有更高的灵活性和可扩展性,因此在人工智能、数据中心、通信等领域得到了广泛应用。

FPGA的核心特点是可编程性。

它可以根据需要动态地重新配置内部逻辑单元,从而实现各种功能。

这种可编程性使得FPGA在应对不断变化的应用需求时具有很高的效率。

FPGA还具备低功耗、高性能、高可靠性等优点。

FPGA的发展历程可以追溯到20世纪80年代,当时Xilinx公司推出了世界上第一款商用FPGA产品。

随着技术的不断发展,FPGA的性能不断提高,功能也越来越丰富。

FPGA已经发展到了第四代,即UltraScale系列,其最大容量可达140亿个逻辑单元,支持多种编程语言和开发工具,为人工智能时代的应用提供了强大的支持。

基于FPGA的数据采集与处理技术的研究

基于FPGA的数据采集与处理技术的研究

基于FPGA的数据采集与处理技术的研究一、本文概述随着信息技术的快速发展,数据采集与处理技术已经成为现代社会中不可或缺的一环。

在众多的实现方式中,基于FPGA(Field-Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)的数据采集与处理技术凭借其高性能、高并行度、低功耗等优点,受到了广泛关注。

本文旨在对基于FPGA的数据采集与处理技术进行深入研究,探讨其基本原理、实现方法以及应用前景。

本文首先介绍了FPGA的基本概念和特点,阐述了基于FPGA的数据采集与处理的基本原理和优势。

接着,文章详细分析了FPGA在数据采集与处理中的关键技术,包括ADC(模数转换器)接口设计、数据处理算法优化、高速数据传输等。

在此基础上,文章还探讨了FPGA在不同应用场景下的数据采集与处理实现方法,如工业控制、信号处理、医疗诊断等。

本文还关注FPGA技术的发展趋势和未来挑战,如新型FPGA架构、可编程逻辑与硬件加速的融合、以及面向等复杂应用的优化等。

文章总结了基于FPGA的数据采集与处理技术的当前研究现状,并对未来的发展方向和应用前景进行了展望。

通过本文的研究,期望能够为读者提供一个全面、深入的了解基于FPGA的数据采集与处理技术的窗口,为推动该领域的发展提供有益参考。

二、FPGA技术基础现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)是一种灵活的半导体设备,它允许用户在生产后进行配置以执行特定的逻辑功能。

与传统的ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)不同,FPGA不需要复杂的定制设计流程,而是通过编程方式实现硬件设计。

这使得FPGA成为快速原型设计、系统验证以及灵活的数字系统设计的理想选择。

FPGA的基本结构由三种主要元素构成:可编程逻辑块(Programmable Logic Blocks, PLBs)、可编程输入/输出块(ProgrammableInput/Output Blocks, PIOBs)以及可编程内部连线(Programmable Interconnects, PIs)。

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to u t n o h s g fS g aT p I t h o c ee me h d a d se s o e F GA. h e u t o h x e i n h ws r d ci ft e u a e o in l a I o t e c n r t t o n tp ft P o h T e r s l ft e e p rme ts o t a h e to P A y a p ia in o i n T p I f au e o v n e to e a in a d h e l t e o ma c . h t ets fF G b p l t fS g a a I e tr sc n e in p r t n J h r a — i p r r n e t c o l o g me f Ke r s e e d d lg c a a y e ; o — ie d b g i g lgc a ay e y wo d : mb d e o i n l z r n l e u gn ; o i n ls n
1 引 言
随着 F G 向低 成 本 、 功 耗 、 性 能方 向发 展 , I PA 低 高 其 / O引
2 Sg aTa I原 理 in l pI

S nla 嵌 入 逻 辑 分 析 仪 是 专 门用 于 Q a. 设 计 i a pI g T I ur sI t I u 软 件 中 的 第 二 代 系 统 级 调试 工 具 。 于 嵌 入 式 逻 辑 分 析 仪 内 对
t s f ih i tg ain r t P e so g n e r t a eF GA, e c p u e a d a ay i fi tr a i n l n F GA i i o tn . s ito u e h S h o t a t r n n lsso e n l g a si P s mp r t ti n r d c d t e U — h n s a I
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研 究 与 开 发
FG P A系统 内部 逻辑 在 线测试 技 术研 究
FG P A系统 内部 逻辑在 线测试 技 术研 究
李 娜 ,盂令 军 ,张会 新 源自( 中北 大 学 ,山西 太 原 0 0 5 ) 3 0 1 摘要 : 着 F G 随 P A设 计 复 杂度 的 增 加, 统 测 试 方 法 受 到 限 制 。 高速 集 成 F G 测 试 中 , 内部 信 号 的 实 时 获取 和 分 传 在 PA 其
aeo eS gla I m eddl i aayi i teQ ats Iiiga xmpe i oce ei , tedti di— g fh i a pI e bd e gc nls ur , v nea l wt cn rt d s n h ea e t n T o sn h u Ig n h e g l n
脚 大 多 采 用微 间距 T F Q P或 B A封 装 工 艺 ,因 而使 引 出多 种 G
内部 信 号 的 I / O引脚 以及 F G 的 验证 工 作 变 得非 常 困难 , PA 同 时 F G 的验 证 和调 试 耗 时 占总开 发 时 问 的 5 %以上 P A 0
较 高。


词 : 入 式逻 辑 分 析 仪 ; 在 线 测 试 ; 逻 辑 分 析 嵌
中 图分 类号 : P 0 T77
文 献 标 识 码 : A
文 章 编 号 :0 6 6 7 ( 0 )7 0 0 — 3 10 — 9 72 8 — 0 7 0 0 0
Re e r h fo -l e g i o nt r ll g c sg li FPGA y tm s a c o n i d bu g ng f r i e na o i i na n ne s se
析 }较 困难 。 绍 了 Q a u 中 Sn a a 嵌 入 式 逻 辑 分 析 器 的使 用 , 给 出一 个 具 体 的 设 计 实例 , 细介 绍使 用 匕 介 ur sI t I igi pI T I 并 详
Sga a I F G 调 试 的具 体 方 法和 步骤 。实验 结 果 表 明 , 用 Sg a a 对 F G i l pI对 P A nT 应 i l pI nT I P A进 行 测试 , 作 方 便 , 时性 操 实
L a ME G Ln -u ,Z A G H ix I N , N igjn H N u~ i n (ot nvrt, Ti a 30 1 C i ) N r U i s y a u n 0 0 5, hn h ei y a
Ab ta tWi h P A ein c mpiain n raetet dt n lts t o sl tdI h et ga d d sg r— sr c : t teF G d sg o l t sice s , r i o a e t h d i i e . tetsi n ein po h c o h a i me mi n n
核 ( 识产 权 I 知 P核 ) 入 F G 的 设 计 , 时 提 供 触 发 功 能 插 PA 同 和 存 储 功 能 。 在 F G 运 行 过 程 中 , 满 足 触 发 条 件 时 PA S n la 1将 启 动 采 样 并 储 存 数 据 , 样 数 据不 断 刷 新 片 内 i a pI g T 采 存储 器 内容 。 S n T pI 过 下 载 线 B tBat l将 捕 获 到 i a a 1通 gl ye ls r . eI
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