[发明专利]一种适用于反熔丝型FPGA的通用在线测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及通用在线测试方法，实现了对SRAM型FPGA和反熔丝型FPGA在线测试的兼容性，尤其适用于实现反熔丝型FPGA内部信号的板级测试。

背景技术

随着卫星整体小型化、系统集成化程度的提高，采取FPGA实现的系统逻辑复杂性也在不断增加，同时也给系统测试带来了较大难度。目前针对大规模可编程器件的测试方法主要分为三类：通过软件进行仿真验证、通过逻辑分析仪和示波器的板间信号测试以及内嵌FPGA厂家提供的测试逻辑分析仪测试。

软件仿真适合于设计的前期测试验证阶段，虽具有较高的灵活性，但存在无法完全模拟真实系统反馈、反应实际情况的缺陷。

利用逻辑分析仪和示波器进行调试是系统测试时最常采用的方法，需要板级留有足够的测试引脚，而FPGA内部设计复杂，无法将所有内部信号都输出到测试管脚，同时受到设备扫描宽度的限制，尤其是针对长帧通讯类信号的捕获存在不足。

内嵌测试逻辑分析仪是将芯片厂商提供的嵌入式逻辑分析仪内核和自身设计共同编程至FPGA器件，通过FPGA内部RAM资源存储内部状态信息，然后通过JTAG口进行信息上传，实现对内部信号的采集，适用于大规模SRAM型FPGA器件的调试测试，航天应用中的反熔丝型FPGA产品，受可选用型号和使用方式限制，一般不支持此种功能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：弥补了反熔丝型FPGA不支持内嵌逻辑分析功能；解决了反熔丝型FPGA因无法灵活变动内部信号连接关系，在外部监测内部功能模块运行情况手段单一的现状，为反熔丝型FPGA提供了一种实现方式简单、资源消耗低、可靠性高的通用在线测试系统及测试方法。

本发明的技术解决方案是：一种适用于反熔丝型FPGA的通用在线测试系统，所述测试系统由被测功能模块和在线测试模块两部分组成，二者之间通过可配置位宽的并行总线连接；被测功能模块为需要进行实时检测的功能模块，为系统内的任一组成模块；在线测试模块为具体实现敏感信号实时检测、数据采样与输出的模块，包含一个或多个子在线测试模块；测试系统各模块寄存器参数配置通过处理器总线接口实现；测试系统根据各寄存器写入的参数配置，完成敏感信号测试数据的在线采集，并将测试结果输出至对外输出测试点；

所述每个子在线测试模块由三部分组成，控制模块（CM）、内部信号采样分析模块（SSAM）和内部信号结果输出控制模块（ROM）；

所述控制模块（CM）包括模式寄存器和复位寄存器；根据模式寄存器写入的模式参数，配置内部信号采样分析模块的测试方式，可配置为敏感信号测试或针对卫星控制系统常用模块的功能测试两种方式；复位寄存器写入有效参数，可以实现在线测试模块的状态初始化；

所述测试系统通过模式寄存器配置为敏感信号测试方式时，内部信号采样分析模块（SSAM）使能内部测试通道宽度寄存器、被测敏感信号使能寄存器、敏感信号触发模式寄存器和敏感信号触发类型寄存器；

内部测试通道宽度寄存器根据写入的参数，配置测试系统中在线测试模块可检测的敏感信号位宽；

被测敏感信号使能寄存器根据写入的参数，使能测试系统中在线测试模块与连接的敏感信号；

敏感信号触发模式寄存器根据写入的参数，配置敏感信号的触发模式；

敏感信号触发类型寄存器根据写入的参数，配置敏感信号的触发类型；

所述测试系统通过模式寄存器配置为针对卫星控制系统常用模块的功能测试方式时，内部信号采样分析模块（SSAM）使能有效的功能寄存器为二维敏感器大规模数据接收时序检测方式选择寄存器、三维敏感器大规模数据接收时序检测方式选择寄存器、敏感器大规模数据发送时序和异步串口协议检测方式选择寄存器和多通道AD/DA数据转换时序测试方式选择寄存器；

通过设置二维敏感器大规模数据接收时序检测方式选择寄存器，根据写入的参数，配置敏感信号和触发模式；

通过设置三维敏感器大规模数据接收时序检测方式选择寄存器，根据写入的参数，配置敏感信号和触发模式；

通过设置敏感器大规模数据发送时序和异步串口协议检测方式选择寄存器，根据写入的参数，配置敏感信号和触发模式；

通过设置多通道AD/DA数据转换时序测试方式选择寄存器，根据写入的参数，配置敏感信号和触发模式；

根据写入各寄存器的参数，实现在线测试模块敏感信号的数据采集以及与被测功能模块目标信号之间的关系映射；