可编程逻辑器件测试方法

可编程逻辑器件 (Programmable Loeie Device,PLD）是一种用户编程实现某种逻辑功能的逻辑器件，主要由可编程的与阵列、或阵列、门阵列等组成，可通过编程来实现一定的逻辑功能。PLD 按集成度高低可分为简单 PLD 和复杂PLD，简单 PLD包括可编程只读存储器 ( Proerammable Read Onlv Memory,PROM)、可编程逻辑阵列 (Prograrmable Logie Array， PIA）器件、可编程阵列逻辑（Prograrmable Array Logie, PAL）器件、通用阵列逻辑 ( Generic ArrayLogic, CAL)器件；复杂 PLD 包括可擦可编程逻辑 (Erasable PLD, EPLD) 器件、复杂的可编程逻辑 (Complex Programmable Logie Device, CPLD）器件、场可编程门阵列 ( Field Programmable Gate Array, FPGA)器件等。随着可编程器件的发展，可以将 CPU、DSP、ADC/DAC、存储器等集成到一个可编程器件上，从而构成可编程系统芯片 (System On Programmable Chip, SoPC)，如图所示。

对PLD进行测试时，需要对其内部包含的资源进行结构分析，经过测试配置（TC）将其编程配置为具有特定功能的电路，再通过向量实施(TS） 过程对电路进行功能及参数测试。

因可编程逻辑单元工艺不同，PLD 的编程工艺也不相同，主要有熔丝(Fuse）、反熔丝（Ani-fuse）、可擦可编程只读存储器 (Erasable ProgrammableRead Only Memory，EPROM)、电可擦可编程只读存储器 (Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory， E²PROM)、静态随机存取存储器 (StaticRandom Aecess Memory， SRAM)和闪速存储器（Flash Memory）等。常用的测试编程方法有在系统可编程 (In-System Programmable, ISP)、联合测试工作组(Joint Test Action Group, JTAG)协议编程、串行外设接口 ( Serial PeripheralInterface. SPI）编程、主模式/从模式编程等在系统可编程 (ISP）技术是莱迪思公司在 20 世纪 80 年代提出的一种先进的编程技术，广泛用于 PROM、CPLD 和 FPGA 等的在系统编程。ISP 状态机有两种，即三状态 ISP 状态机和 IEEE1149.1 标准的 JTAG 状态机(见图）。

FPCA 的编程模式有多种，包括主串模式、从串模式、主并模式、从并模式、外设模式等，可以通过设置模式控制 脚的状态水选择不同的模式。为了提高测试效率，用自动测试系统对 FPGA 进行测试配置时，通常选择主并模式或从并模式。

PLD 的测试方法有多种，主要包括在系统快速配置测试法、DFT测试法、内建自测试法(BIST)、扫描测试法(SCAN)、功能级联测试法、基于黑盒的测试法，动态可重构测试法、定制软件测试法、白适应测试法和基于板級应用的测试法等。随着测试技术的发歷，一些新的测试方法不断涌现，要达到较高的湖试覆盖率，需果用多和方法相结合的方式进行测试，进行 PLD 测试时，首先需要开发配置码。配置码可以在相应开发环境（如XILINX公司的ISE、Altera 公司的 Quartus、Lattice 公司的 ispLEVER、Actel 公司的 Libero SoC、Cypress 公司的 Warp 等）下开发配置程序，生成.bit、.rbt、.bin、.svt 等多种格式的 下载码；再根据测试需求进行适当转换，生成配置码；然后利用测试系统对 PLD 进行配置，形成具有一定功能的电路；最后加载测试码，对电路进行功能和参数测试。PLD 测试流程图如图所示。

　　审核编辑：汤梓红