Fault Grading FPGA Interconnect Test
fpga验证的原理

fpga验证的原理
FPGA验证是指对FPGA芯片设计的正确性进行验证的过程。
验证的目的是确保FPGA设计的功能、时序和电气特性符合要求,以便芯片能够顺利投入使用。
FPGA验证主要包括以下几个方面:
1.功能验证:通过对FPGA设计的逻辑电路进行仿真,验证其在不同输入情况下的输出是否符合预期。
功能验证需要对设计的每个模块进行验证,并保证它们能够正确地组合起来工作。
2.时序验证:时序验证主要是通过时序约束来保证FPGA芯片在不同时钟频率和时钟相位下能够正常工作。
时序约束是指对时序路径的要求,包括最大延迟、最小延迟等。
在验证时需要对时序路径进行模拟,以确保所有路径都能够满足时序约束。
3.电气特性验证:电气特性验证是指验证FPGA芯片在不同电压、温度和工作负载下能否正常工作。
在验证时需要对FPGA芯片进行电气特性测试,以确保其能够在各种工作条件下正常工作。
在进行FPGA验证时,需要使用一系列验证工具和方法。
常用的工具包括仿真工具、时序分析工具、静态分析工具等。
验证过程需要严格按照验证计划进行,以确保验证的全面性和有效性。
同时,需要对验证结果进行分析和记录,以便后续的优化和改进。
- 1 -。
一种基于FPGA的高速误码测试仪的设计

据设置 的参数合 成相 应的频 率。具体 合成 哪一个 , F G 由 PA
来 实 现 对 S 7 3 L的 控 制 。 Y87 9
该 模 块 还 要 实 现 F G 读 取 S 8 7 0 的 功 能 . 以 确 定 PA Y 7 0 ̄
S 70V是否 完成 时钟提 取及 数据恢 复 。根据 S 870 Y87 o Y 70 V 的 工 作 原 理 ,可 以用 硬 件 语 言 V ro 编 写 程 序 在 F G 实 e lg i PA
发送 、 收模块在 F G 中实现 , 制模块 由单片机实 现 , 接 PA 控 显 示 模 块 由 单 片 机 驱 动 . 样 使 得 设 计 的 误 码 分 析 仪 具 有 体 积 这
收稿 日期 :0 0 0 — 1 2 1 - 3 2 稿 件 编 号 :0 1 3 2 2 10 1 1
输 输出
码 分 析 仪 的 工 作 模 式 已 发 展 到 如 下 4种 : 析 仪 模 式 、 分 发 生 器 模 式 、 析 仪 , 生 器 模 式 、 通 模 式 [。 本 设 计 分 发 直 2 1
中 的 误 码 测 试 仪 属 于 第 3 种 类 型 。 即 该 误 码 测 试 仪 可 以产 生 测 试 的 码 流 . 可 以进 行 误 码 测 试 。 又
m 序 列 作 为 测 试数 据 , 测 试 速 率 最 高 可达 到 15Mbs 其 5 /。由 于将 物 理 层 上 的各 协 议 层 的 功 能 集 中 到 F G 内部 实现 . PA 减 少 了硬 件 和 软 件 的 设 计 复 杂 度 , 并且 缩短 了 系统 的 开发 的 周 期 , 有 可 升 级 的特 点 。 具 关键 词 :高速 误 码 测 试 仪 ; 场 可 编 程 门阵 列 ; e l 现 V ro i g硬 件 描 述 语 言 ; 块 图元 ; 真 ; 序 列码 模 仿 M 中 图分 类 号 : N O T 69 文献标识码 : A 文 章 编 号 :17 — 2 6 2 1 )7 19 0 6 4 6 3 (0 10 - 2 — 5 0
FPGA仿真验证

第一编验证的重要性验证,顾名思义就是通过仿真、时序分析、上板调试等手段检验设计正确性的过程,在FPGA/IC开发流程中,验证主要包括功能验证和时序验证两个部分。
为了了解验证的重要性,我们先来回顾一下FPGA开发的整个流程。
FPGA开发流程和IC的开发流程相似,主要分为以下几个部分:1)设计输入,利用HDL输入工具、原理图输入工具或状态机输入工具等把所要设计的电路描述出来;2)功能验证,也就是前仿真,利用Modelsim、VCS等仿真工具对设计进行仿真,检验设计的功能是否正确;常用的仿真工具有Model Tech公司的ModelSim,Synopsys公司的VCS,Cadence公司的NC-Verilog和NC-VHDL,Aldec公司的Active HDL VHDL/Verilog HDL等。
仿真过程能及时发现设计中的错误,加快了设计进度,提高了设计的可靠性。
3)综合,综合优化是把HDL语言翻译成最基本的与或非门的连接关系(网表),并根据要求(约束条件)优化所生成的门级逻辑连接,输出edf和edn等文件,导给CPLD/FPGA厂家的软件进行实现和布局布线。
常用的专业综合优化工具有Synplicity公司的synplify/Synplify Pro、Amplify等综合工具,Synopsys公司的FPGA Compiler II综合工具(Synopsys 公司将停止发展FPGA Express软件,而转到FPGA Compiler II平台),Exemplar Logic公司出品的LeonardoSpectrum等综合工具。
另外FPGA/CPLD厂商的集成开发环境也带有一些综合工具,如Xilinx ISE中的XST等。
4)布局布线,综合的结果只是通用的门级网表,只是一些门与或非的逻辑关系,与芯片实际的配置情况还有差距。
此时应该使用FPGA/CPLD厂商提供的实现与布局布线工具,根据所选芯片的型号,进行芯片内部功能单元的实际连接与映射。
fpga设计检查清单

FPGA设计检查清单FPGA设计检查清单介绍本检查清单向你揭示了如何提高你的FPGA设计的速度和可靠性本检查清单适用于Xilinx公司的Virtex 系列FPGA采用这些技巧应该能改进你的设计性能本检查清单应该能帮助所有的FPGA设计者更好地利用FPGA资源并避免常见的问题如果你不能理解所有的这些技巧请查阅FPGA设计培训资料注意对于CPLD这些技巧有所不同建立你的HDL代码将你的运算操作成组以便进行有效的综合利用括弧将算术和组合函数中的运算操作结合起来在你的组合进程中定义所有的输出或者采用缺省语句这将避免在你的设计中推知不必要的锁存器如果不会改变功能性则可以在寄存进程中利用缺省语句来避免时钟使能信号上的长时延如果建立同样的元件需花费你可观的时间或者你想让元件具有很高的性能你可以考虑例化一个核例化不能被推知的元件DLL块状RAM动态可寻址移位寄存器等等)这要求你了解你的综合工具允许你推知哪些资源选择好的设计层次在建立功能块后划分不同的逻辑类型例如控制总线功能等等保持各时钟域在层次的不同级别寄存层次中每个叶级块的输出包括状态机的输出这是一种流水形式并且仅在你的设计能允许附加的延迟时才能这样做考虑对你的设计施加流水以改进你的设计的速度利用" Case"语句而不是"if-then"语句这将会综合成并行逻辑并有比级联的串行查找表(优先编码器)更好的性能避免嵌套if-then 和 case语句嵌套会将查找表串行连接起来将你的状态机的下一个状态译码逻辑和输出译码逻辑分别放在独立的进程或always 块中这将会综合成更快的设计小心选择你的状态机编码技术状态数小于八的FSM应该选用二进制编码状态数在八至十六个之间的FSM应该选用一位有效编码状态数多于十六个的FSM应该选用葛莱码或用户自定义编码利用FPGA架构核实对于所有的算术函数进位逻辑被自动地推知如果设计中含有算术运算操作(+, -, <, 或 >)大多数综合工具将自动推知进位逻辑不要试图建立带有异或门和其它门的算术函数核实F5 和 F6多路选择器被自动推知核实乘与门被用于乘法器的建立核实16位移位寄存器SRL16被用作流水化时延元件例化DLL并利用它的倍频分频以及相移功能例化你的设计中的块状RAM考虑将块状RAM资源用于实现FIFO状态机乘法器KCM以及其它的深度存储器功能记住如果你没有利用它的全部则你浪费掉器件的一些资源如果你需要宽存储器功能你可以在设计中例化分布式RAM记住采用分布式RAM的深度存储器也许要求用一些查找表来对输出进行解码这就会在存储器性能上增加时延用IOB寄存器寄存设计中的顶层输入及输出来改进设计的片上和片外时序也可以利用输入寄存器的可编程建立和保持时间功能考虑在建立宽的多路选择器例如32选1时采用三态缓冲器这样比采用查找表要快很多利用基于逐个管脚的快速转换速率的特性以减少输出转换时间建立可靠的设计永远不要门控你的时钟信号或在FPGA内部生成时钟信号这些信号会产生毛刺相反地你应该遵循推荐的编码风格来推知一个时钟使能不要在设计中采用异步置位和复位信号如果你为了可移植性需要一个异步置位或复位信号只能使用其中的一个并且永远不要在内部门控它利用全局布线资源来分布你的时钟信号以使时钟偏差最小理解你的状态机编码的可靠性如果一个设计有异步特性它一次改变的位数越少则功能越可靠考虑替代的计数器设计(例如Prescale Johnson和LFSR)当在时钟域之间传递数据时考虑使用一个同步化电路来保证数据能被正确地传递或者一个使用块RAM来实现的FIFO早期管脚锁定避免过早锁定你的管脚当实现工具具备将管脚在硅片周围移动的最大灵活性时它们才会有最大机会来满足时序目标如果你必须在早期锁定I/O管脚须确定你使用的是上一次的成功实现并且仅仅移动那些必须移动的管脚不要将同时切换的输出全部放置在一排内这样可避免地弹在硅片的周围移动这些输出并将它们靠近GND管脚放置这样你就不会遭受地弹的损害了对那些I/O管脚仅仅配置快速转换速度这一定会使它们满足时序约束不小心地利用快速转换速度可能使你遭受地弹的损害正确利用你的综合工具不要允许贯穿层次化边界的优化除非你没有其它方法来改进设计时序这使核实和分析设计变得较为困难利用带有综合工具的全局时序约束Synplify将轻推nudge你的综合结果但是大多数综合工具允许验证已约束的路径利用你的综合工具的能力来将特定的器件资源用于你的设计中这常常是用一个工具来实现的如Synplify 中的Scope), 并且可以用大部分的综合工具来实现将属性放在你的设计中常常是非常关键的它可以使得合适的器件资源被推论出来 利用你的设计的时序估计能力来检查你的设计性能这可以节省你花费在不可能满足你的时序目标的网表上的编译时间以两倍到三倍于你的真实性能目标来过量约束你的综合周期约束例如如果你的目标是100MHz则指定为200MHz到300MHz以时序驱动综合的综合工具会花费稍微多一点的时间来综合但可以可观地降低布局布线迭代次数和每次布局布线迭代的运行时间不要利用你的网表NCF网表约束文件来传递这些时序约束因为实现工具会由于试图来满足这些不可实现的约束而停止运行或花费可观的执行时间在大多数情况下不要将时间花在利用综合工具进行多时钟周期和失效路径约束上这将会为每个路径建立单个的约束而不是可以覆盖许多路径的单个约束这是你可以用实现工具来做的然而如果你的LUT是受限的则在加了多时钟周期约束时综合工具可以节省一些LUT资源同样偏置输入/偏置输出约束也是分别加到每一个输入/输出上的而不是成组的运用Xilinx的实现工具利用全局时序约束来传递你的系统的时序目标利用特定路径时序约束来定义失效路径和多周期路径以给工具更多的灵活性来满足你的全局约束用时序分析器来检查你的关键路径的时序利用这个工具生成用户定义的时序报告并且建立最少数目的时序信息为了提高你的设计的速度提高布局布线的尝试级别为了进一步提高你的设计的速度使用多次布局布线利用低偏差布线约束必须用在次要的控制信号和任何没有布线到全局布线资源上的时钟信号上利用映射后时序报告或你的综合工具的估计来核实你的时序约束是可实现的如果使用映射后时序报告使用50/50的规则来估计你的设计性能你的百分之五十或更少的时序预算用于逻辑百分之五十的时序预算用于布线。
FPGA编程中的常见错误及调试方法

FPGA编程中的常见错误及调试方法在FPGA(Field-Programmable Gate Array)编程过程中,即使经验丰富的工程师也可能会遇到各种错误。
这些错误可能导致设计不稳定、功能异常或性能下降。
因此,了解FPGA编程中常见的错误并学会相应的调试方法非常重要。
本文将介绍几种常见的FPGA编程错误,并提供相应的调试方法。
1. 时序错误时序错误是FPGA设计中最常见的错误之一。
当时序不正确时,FPGA可能无法按照预期的方式工作。
常见的时序错误包括时钟速度不正确、过长的路径延迟以及未正确处理时序约束等。
要调试时序错误,可以采取以下方法:- 确保时钟频率设置正确。
检查时钟输入和输出引脚,确保时钟频率与设计中的要求一致。
- 分析路径延迟。
使用FPGA开发工具提供的时序分析器,分析信号路径延迟,并找到可能引起问题的路径。
- 添加时序约束。
通过为设计添加时序约束,告知FPGA开发工具如何优化时序,以满足设计要求。
2. 逻辑错误逻辑错误是指FPGA设计中逻辑电路的错误,可能导致设计功能不正确。
常见的逻辑错误包括逻辑表达式错误、门级电路错误以及逻辑冲突等。
要调试逻辑错误,可以采取以下方法:- 检查逻辑表达式。
仔细检查设计中的逻辑表达式,确保其正确性。
可以使用模拟工具或仿真器对逻辑电路进行验证。
- 使用约束编码风格。
采用约束编码风格可以防止逻辑冲突和歧义。
例如,使用带有清晰优先级的选择结构而不是使用多个if-else语句。
- 利用重要信号的断言与检查。
在设计中添加断言和检查语句,对设计的关键信号进行验证,并在错误条件下触发警告或停机。
3. 配置错误在FPGA编程过程中,配置错误可能导致FPGA芯片无法正确地加载所需的逻辑配置信息,而无法正常工作。
常见的配置错误包括配置位流不匹配、配置位流损坏以及配置文件错误等。
要调试配置错误,可以采取以下方法:- 检查配置文件。
仔细检查使用的配置文件,确保其正确性和完整性。
封装测试

Ø Modeled fault testing
Ø Will detect 100% of detectable modeled faults Ø Requires only 47 vectors Ø Vectors can be generated and analyzed by ATPG tools Ø Note: some of the faults are not able to be detected by
Ø Stuck-short: a single transistor is permanently stuck in short state
Ø Detection of a stuck-open fault requires two vectors
Ø A collapsed fault set contains one fault from each equivalence subset
Ø The length of ATPG patterns is reduced significantly after considering the fault collapse
Microelectronics
上海交通大学微电子学院
Transistor (Switch)Faults
Ø MOS transistor is considered an ideal switch and two types of faults are modeled:
Ø Stuck-open: a single transistor is permanently stuck in open state
基于FPGA的故障实时检测系统
1.引 言 随 着嵌 入式 系 统 的广泛 应用 ,产 品的功 能安 全性 已成为 设计 的
或检 测 时 间超时 。用LTL公 式表达 如 下 :
= (!camera_ready)D (capturetim e> M AX CAPTIME)0 (
_
—
detecttim e> M AX DETTIME)
ELECTRONICS W 0RLD ·技 术 交流
基 于F PGA的故障实时检 测 系统
同济大学软件学院 杨 啸
【摘要 】本文研 究在嵌入式环境 中应用程序运行期间的故 障检测方案 ,设计了基于FPGA的硬件电路模块 ,用于在程序的运行阶段提供故障 监控 功 能 。通过 实例 应 用和 故障 注入 测试 ,验证 了对故 障 实时监控 的可行性 。 【关键词 】ZYNQ;FPGA;安全性;故块架构
重 点 问题之 一 ,尤其 在 汽车 领域 。 目前 电子 工业 中最 普 遍 的功能 安 全标 准 是IEC 61508t”。
为 了能够在运行 阶段检测应 用的行为 ,监控模块 需要获得 相关 的 变量 ,被检 测应 用通 过SPI总线将变 量信 息传输 到监 控模块 。在 研 究
IEC 61508提 出功 能 安全 的概念 ,功 能 安全 作 为安 全 性 的一 部 中,假 设传输 是无误 的并且 足够快, 以使验证 能够实时地进行 。
分 ,取 决于 系统 或设 备 正确 地响 应其 输 入 。功能 安全 性 的保 障是 通 过对 潜在 危 险情 况进 行 检测 ,并 采取 相应 的安全 措施 或机 制 ,来 防 止危 害 性事件 发 生或 缓解 其造 成 的危 害 。因 此 ,监测 产 品是 否发 生 故障 对保 证功 能安 全有 重要 意义 。
FPGA常见的警告以及处理方法
FPGA常见的警告以及处理方法1.路由失败警告:路由失败警告可能是由于资源不足或者设计错误导致的。
处理方法包括:a.添加更多的资源或优化资源利用率;b.检查设计中的错误或冲突;c.调整设计中的约束条件。
2.时序约束不满足警告:时序约束不满足警告可能是由于时钟分频错误、时钟抖动、时序路径过长等原因导致的。
处理方法包括:a.检查时钟分频、抖动等问题;b.优化时序路径,减少时序路径长度;c.调整时序约束,放宽限制。
3.信号未驱动警告:信号未驱动警告可能是由于设计错误或者信号漏洞导致的。
处理方法包括:a.检查设计中的信号是否正确连接;b.确保所有的输入和输出信号都经过合适的逻辑处理;c.优化设计结构,避免信号漏洞。
4.逻辑冗余警告:逻辑冗余警告可能是由于设计中存在多余的逻辑、冗余的操作等原因导致的。
处理方法包括:a.优化设计,删除多余的逻辑;b.减少冗余的操作,简化逻辑功能。
5.存储资源不足警告:存储资源不足警告可能是由于存储器资源不足或者使用不当导致的。
处理方法包括:a.优化存储器资源利用率,减少存储器的使用;b.添加更多的存储器资源。
6.时序路径延迟不一致警告:时序路径延迟不一致警告可能是由于时钟频率不均匀或者时钟分配错误导致的。
处理方法包括:a.检查时钟频率,确保时钟频率的均匀分布;b.重新分配时钟,避免时钟频率过高或过低。
7.电源/地引脚警告:电源/地引脚警告可能是由于电源或地引脚连接错误、电源噪声等原因导致的。
处理方法包括:a.检查电源和地引脚的连接是否正确;b.检查电源噪声问题,减少噪声干扰。
8.IP核版本不匹配警告:IP核版本不匹配警告可能是由于IP核版本不兼容导致的。
处理方法包括:a.更新IP核版本,确保版本兼容;9.建议使用异步复位警告:建议使用异步复位警告可能是由于设计中缺少异步复位电路导致的。
处理方法包括:a.添加异步复位电路,确保设计在复位时正常工作。
10.高温警告:高温警告可能是由于FPGA工作温度超过限制导致的。
关于fpga测试的总结
关于fpga测试的总结FPGA测试是在FPGA(Field Programmable Gate Array)芯片设计完成后的一项重要工作,旨在验证芯片的功能性、性能和稳定性。
通过FPGA测试,可以确保设计的芯片在实际应用中能够正常运行,满足设计需求。
本文将从FPGA测试的目的、流程和常见的测试方法等方面进行总结。
一、FPGA测试的目的FPGA测试的主要目的是验证芯片的功能性、性能和稳定性。
在设计FPGA芯片时,工程师会根据需求进行设计和开发,但设计的过程中难免会出现错误或不完善之处。
因此,通过FPGA测试可以发现并修复这些问题,确保芯片的功能和性能能够达到预期。
二、FPGA测试的流程FPGA测试的流程通常包括测试计划制定、测试环境搭建、测试用例设计、测试执行和测试结果分析等步骤。
1. 测试计划制定:在进行FPGA测试之前,需要制定详细的测试计划。
测试计划应包括测试的目标、测试的范围、测试的时间安排以及测试的资源需求等内容。
通过制定测试计划,可以确保测试工作有组织、有针对性地进行。
2. 测试环境搭建:测试环境的搭建是进行FPGA测试的基础。
测试环境应包括测试平台的搭建、测试工具的选择和搭建以及测试数据的准备等。
测试平台通常包括FPGA开发板、测试工具和测试设备等。
3. 测试用例设计:测试用例的设计是FPGA测试的核心。
测试用例应根据设计需求和测试目标来设计,覆盖到各个功能模块和不同的测试场景。
测试用例应包括输入数据、预期输出和实际输出等。
4. 测试执行:在测试执行阶段,需要按照测试计划和测试用例进行测试。
测试人员应按照预定的测试流程和步骤进行测试,并记录测试过程中的关键信息和结果。
5. 测试结果分析:测试结果的分析是FPGA测试的最后一步。
通过对测试结果的分析,可以判断芯片的功能和性能是否符合设计要求。
如果测试结果与预期结果不一致,需要对问题进行定位和修复。
三、FPGA测试的常见方法FPGA测试方法主要包括静态测试和动态测试两种。
FPGA学习——等精度测频
FPGA学习——等精度测频由于最近一直在与队员一起攻克题目,所以没时间写博客,现在把最近做的东西总结一下,希望对大家有帮助。
以前一直是用测频率法来测信号的频率,就是在一秒内测被测频率的个数,即为频率,这种方法在高频时还行,低频就误差比较大,无论是用FPGA还是单片机都差不多,所以我们这次用了一种相对更精确的测量方法——等精度测频法,主导思想是利用一个D触发器保证测量时间是被测频率的整数倍,对被测频率和基准频率进行计数,利用计数值求出被测频率,这种方法在高频低频段均适用,由于测量误差只与基准频率和闸门时间有关,与被测频率无关,故称之为等精度测频。
由于FPGA对数据处理有困难,所以我们用FPGA计数,然后把数据传给单片机处理,显示数据。
我们这次的测频范围为0.01HZ到50MHZ,精确到小数点后两位,测频误差在10的-5次方以下。
我做的是FPGA的部分,先附上思路:等精度测频就是对基准频率和待测频率在一段时间内分别计数,通过一个D触发器确保计数时间是待测频率的整数倍,系统的误差只与门控时间和基准频率有关,与待测频率无关,达到等精度测频的目的。
计数器是用两个32位二进制计数器,通过一个3—8选择器把64位变成8位,传给单片机,经单片机处理后恢复出两个计数值,计算出频率。
RTL图附上程序,欢迎探讨分频模块——产生基准频率1MHZ方波LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY FENPIN ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLOCK:OUT STD_LOGIC);END ENTITY;ARCHITECTURE ART OF FENPIN ISSIGNAL COUNT :INTEGER RANGE 0 TO 10#49#; BEGINPROCESS(CLK)ISBEGINIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENIF(COUNT=10#49#)THEN COUNT<=0;ELSE COUNT<=COUNT+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(COUNT)ISBEGINIF(COUNT>=10#24#)THENCLOCK<='1';ELSE CLOCK<='0';END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE;D触发器模块——保证测量时间是被测频率整数倍LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DCHUFA ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLR:IN STD_LOGIC;D:IN STD_LOGIC;Q:OUT STD_LOGIC);END ENTITY;ARCHITECTURE ART OF DCHUFA ISSIGNAL Q1:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLR,CLK)BEGINIF(CLR='0')THEN Q1<='0';ELSE IF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENQ1<=D;END IF;END IF;END PROCESS;Q<=Q1;END ARCHITECTURE;计数模块LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY JISHU ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLR,ENA:IN STD_LOGIC;OQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0));END ENTITY;ARCHITECTURE ART OF JISHU ISSIGNAL TMP:STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK,CLR,ENA)ISBEGINIF(CLR='0')THEN TMP<="00000000000000000000000000000000"; ELSIF(ENA='1')THENIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENTMP<=TMP+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(ENA)BEGINIF ENA'EVENT AND ENA='0' THENOQ<=TMP;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE;64转8模块——方便单片机读取数据LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY JISHU ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLR,ENA:IN STD_LOGIC;OQ:OUT STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0));END ENTITY;ARCHITECTURE ART OF JISHU ISSIGNAL TMP:STD_LOGIC_VECTOR(31 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK,CLR,ENA)ISBEGINIF(CLR='0')THEN TMP<="00000000000000000000000000000000"; ELSIF(ENA='1')THENIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENTMP<=TMP+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(ENA)BEGINIF ENA'EVENT AND ENA='0' THENOQ<=TMP;END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE;顶层模块LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY FENPIN ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLOCK:OUT STD_LOGIC);END ENTITY;ARCHITECTURE ART OF FENPIN ISSIGNAL COUNT :INTEGER RANGE 0 TO 10#49#;BEGINPROCESS(CLK)ISBEGINIF(CLK'EVENT AND CLK='1')THENIF(COUNT=10#49#)THEN COUNT<=0;ELSE COUNT<=COUNT+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(COUNT)ISBEGINIF(COUNT>=10#24#)THENCLOCK<='1';ELSE CLOCK<='0';END IF;END PROCESS;END ARCHITECTURE;。
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Section 2 of this paper presents the FPGA model used. Section 3 describes the interconnect fault model. Section 4 presents previous work. Section 5 presents some properties about FPGA interconnect test for opens, which form the basis of our fault grading technique. Section 6 describes testing for short circuit faults. Section 7 presents some enhancements of our technique for including logic blocks. Section 8 presents the results for different actual FPGAs of different sizes. . Finally, Sec. 9 concludes the paper.
Intel Corporation Sacramento, CA
Shahin Toutounchi Edward J. McCluskey
Xilinx Inc. San Jose, CA
Center for Reliable Computing
Stanford University
In order to test an FPGA, it has to be configured into test configurations and test vectors, input values at primary inputs, must be applied in each configuration. Sometimes, both together are called test patterns in the FPGA industry, and in this paper we follow that convention.
The basic building block of the Virtex CLB is the logic cell (LC). An LC includes a 4-input look up table (LUT), carry logic, and a storage element. Each CLB contains four LCs, organized in two similar slices.
1. Introduction
A Field Programmable Gate Array (FPGA) is a twodimensional array of identical Configurable Logic Blocks (CLBs), surrounded by programmable input/output blocks (IOBs). The CLBs are connected through a programmable interconnect network, which consists of switch matrices and wires. Almost 80% of transistors in an FPGA are inside this programmable routing network for programmable switches and buffers. In current FPGAs, more than eight layers of metal are used, most of them for routing resources.
Abstract
Conventional fault simulation techniques for FPGAs are very complicated and time consuming. The other alternative, FPGA fault emulation technique, is incomplete, and can be used only after the FPGA chip is manufacturnt algorithms for computing the fault coverage of a given FPGA test configuration. The faults considered are opens and shorts in FPGA interconnects. Compared to conventional methods, our technique is orders of magnitude faster, while is able to report all detectable and undetectable faults.
In an industrial setting, test engineers write test patterns, and the fault coverage of these patterns must be computed. Also, if the process of generating the test configuration is automated using an automatic test configuration generation tool, fault coverage must still be quantified as a part of this tool. The objective of this
Although we implemented this technique on Xilinx Virtex FPGAs, it can be used for other families of Xilinx FPGAs. Also, with some minor adjustments, this work can be generalized for other types of FPGAs.
The programmable routing network consists of local and general-purpose routing resources. Adjacent to each CLB is a switch matrix through which horizontal and vertical routing resources connect. Also, using these switch matrices and through input and output multiplexers (IMUXes and OMUXes), CLB gets access to the general purpose routing. Figure 1 shows the abstract view of
Virtex FPGAs have a regular architecture that comprises a two dimensional array of configurable logic blocks (CLBs) surrounded by programmable input output blocks (IOBs). The CLBs are all interconnected by a rich programmable network of routing resources. Virtex FPGAs are SRAM-based, i.e. the configuration information is stored in internal memory cells (SRAMs). A particular design can thus be implemented in an FPGA by configuring the SRAMs appropriately.