給FPGA應用加保險，功能測試很重要！

近年來，5G通信和人工智能的興起，F(xiàn)PGA有了更大范圍的應用，創(chuàng)芯在線檢測實驗室也時常接到這方面的送測樣品。在進行了多個案例之后我們發(fā)現(xiàn)，如果客戶能夠在上機之前對FPGA進行功能測試，預先確認狀態(tài)是否正常，那么到后期就能大幅減少繁瑣的排障工作。今天我們就來介紹一個FPGA功能測試的案例，簡單幾步，就能確定器件是否處于正常狀態(tài)。

FPGA（Field-Programmable Gate Array）全稱現(xiàn)場可編程門陣列，顧名思義，它是一種可編程邏輯器件，擁有大量可編程的邏輯塊和可重配置的連接資源，允許設計者在硬件級別上實現(xiàn)自定義的數(shù)字電路，而無需為不同的應用分別定制專用處理器。這種極強的靈活性，使得FPGA在多個領域中得到廣泛應用，包括但不限于：

FPGA在上述領域中扮演著關鍵的角色，其功能的穩(wěn)定性和可靠性對系統(tǒng)整體的平穩(wěn)運行至關重要。因此，在實際使用FPGA之前，我們有必要先對它做簡單的功能測試，確保功能正常。如果系統(tǒng)無法運行，前期又沒有對FPGA進行測試的話，就會給排障工作增加困難，造成額外的時間成本。

FPGA可以使用多種模式進行測試和配置，以下是一些用于測試和配置FPGA的常見模式：

JTAG模式（聯(lián)合測試動作組模式）：JTAG是一種用于測試和配置集成電路的標準接口和協(xié)議。FPGA通常具有JTAG接口，通過這個接口可以進行測試、調試以及配置。JTAG還允許在運行時對FPGA進行動態(tài)重新配置。

AS（Active Serial）模式：這是一種用于通過串行接口對FPGA進行配置的模式。通常，配置數(shù)據(jù)通過SPI（Serial Peripheral Interface）或類似的串行通信接口發(fā)送到FPGA。

Slave Serial模式：在這種模式下，F(xiàn)PGA通過串行接口從外部設備接收配置數(shù)據(jù)。這種模式通常涉及使用外部設備（例如微處理器或FPGA）作為配置主設備。

Passive Serial模式：在這個模式下，F(xiàn)PGA通過一組平行線（通常稱為JTAG引腳之一的TCK、TDI、TMS和TDO）接收配置數(shù)據(jù)。與Active Serial模式不同，這里數(shù)據(jù)是通過并行接口傳輸?shù)摹?/p>

ICAP（Internal Configuration Access Port）模式：ICAP是一種允許FPGA在運行時接受配置信息的模式。這使得在FPGA運行時可以進行動態(tài)的部分重新配置。

PS配置模式（Processor System Configuration Mode）：一些FPGA集成了處理器系統(tǒng)，PS配置模式允許通過專用的處理器系統(tǒng)配置接口對FPGA進行配置。

選擇配置和測試模式通常取決于具體的應用需求，以及開發(fā)和調試的要求。 這其中，JTAG模式是一種通用的接口，廣泛用于測試、調試和配置，而其他模式則會更適合特定的應用場景。本次我們的案例就以JTAG模式展開。

為了更好地響應廣大客戶的需求，確保測試工作高效進行，創(chuàng)芯在線檢測自主研發(fā)了多種FPGA的檢測開發(fā)板。我們將使用如下開發(fā)板，對FPGA進行JTAG配置模式下的基礎功能測試。

創(chuàng)芯在線檢測之FPGA測試案例分享

基于XC3S2000-4FGG676I（屬于Xilinx Spartan-3系列）

1、在電腦上打開ISE Design Suite 14.7軟件，點擊打開“iMPACT”。ISE Design Suite是賽靈思官方的開發(fā)套件，利用它我們可以看到當前FPGA的狀況，并進行各種測試，包括導入編程等工作。

2、將測試板、電腦與燒錄器連接好，并在ISE Design Suite界面內點擊識別器件。

3、成功到識別器件后，我們導入測試文件，點擊編程。如圖所示，JTAG電路正常，編程測試成功。

4、獲取器件ID成功。

5、獲取設備用戶碼成功。

6、讀取設備狀態(tài)成功。

綜合以上步驟得出結論，這枚FPGA可以正常編程，器件ID、用戶碼等關鍵信息可獲取，設備狀態(tài)也可讀取，可證明這枚FPGA是功能正常且可用的。接下來實際的上機應用中，如系統(tǒng)出現(xiàn)問題，則可排除是這枚FPGA所引起。

對芯片進行功能測試，能夠有效提升系統(tǒng)整體的可靠性，專業(yè)的測試能夠將失效故障排除在應用之前。選擇創(chuàng)芯在線檢測實驗室，我們將竭誠服務，為您的“芯”應用保駕護航。