一种FPGA处理板批量检测方法技术

本发明专利技术公开了一种FPGA处理板批量检测方法，通过编写FPGA器件各功能检测的编程配置文件，利用上位机向FPGA处理板下发指令，FPGA程序自动进行检测，然后回传指令，对FPGA芯片的FLASH功能检测、查找表功能检测、可编程输入/输出单元的功能，串口模块功能，电平转换模块功能，连接模块功能，锁相环模块，DSP模块，模数转换模块和数模转换模块功能进行检测。本发明专利技术不需要其他设备，大大减少测试时间，提高测试效率，实现了FPGA处理板的多个功能和模块的检测，满足FPGA处理板批量检测兼顾提高效率和覆盖尽可能大的检测范围的需求。盖尽可能大的检测范围的需求。盖尽可能大的检测范围的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种FPGA处理板批量检测方法


[0001]本专利技术属于电子技术，嵌入式领域，涉及一种FPGA处理板批量检测方法，特别是一种基于串口通信的FPGA处理板批量检测方法。

技术介绍

[0002]FPGA技术在最近十年中得到越来越多的使用。但是FPGA处理板的大规模使用带来了对处理板批量检测的难题。在FPGA处理板批量检测方面，目前多数专利技术存在两个问题。第一个是检测系统覆盖范围不够全面，多数专利不是针对FPGA芯片检测，就是只针对个别模块检测，第二个是检测手段过于繁琐，不能满足批量检测兼顾工作量以及尽可能减少使用检测设备的现实要求，很少有检测系统能覆盖对FPGA芯片以及常见模块批量检测，尤其是缺少针对模数转换模块和数模转换模块同时检测方法。
[0003]专利《一种FPGA器件测试方法、系统及电子设备》(申请号：CN202010403080.0)主要对FPGA器件进行测试，但是没有涉及其他模块测试，与本专利技术专利不同；专利《FPGA功能测试方法及装置》(申请号：CN201911081430.X)主要是通过上位机对FPGA芯片功能进行测试，但是没有涉及其他模块测试；文献《FPGA核心系统自检设计》(电子世界,2014)主要是检测FPGA器件以及锁相环等模块，对于模数转换模块，数模转换模块等常见模块没有涉及，而且并非采用串口通信的方法，与本专利技术不同；专利《一种FPGA基本性能测试装置》(申请号：CN201420629925.8)主要是使用BGA测试插座对FPGA芯片进行测试，对于其他模块不涉及，而且并非采用串口通信的方法。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术，本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于串口通信的FPGA处理板批量检测系统及检测方法，既能满足对FPGA芯片以及常见模块进行检测，又能满足批量检测需求。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的一种FPGA处理板批量检测方法，FPGA处理板包括：至少两片串联的FPGA芯片、串口模块、至少两个模数转换模块、电平转换模块、连接FPGA芯片的连接模块、数模转换模块、锁相环模块、DSP模块，检测方法包括以下步骤：
[0006]步骤1：生成对应于FPGA的多个功能以及模块检测的编程配置文件并烧写到FPGA器件中；
[0007]步骤2：对串口模块进行检测，上位机通过串口模块向与串口模块连接的FPGA芯片发送测试指令，FPGA芯片收到指令并将串行数据转化成并行数据，解读串口传输的数据包，根据接收的命令字回传对应指令给上位机，当上位机收到正确回传指令，则串口模块工作正常，否则串口模块存在问题；
[0008]步骤3：对电平转换模块进行检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后将时钟信号输入到电平转换模块输入，然后对输出信号进行测频，如果频率一致，则电平转换模块正常；否则电平转换模块存在问题；
[0009]步骤4：对连接模块进行检测，将连接线分为两根用于通信的连接线和其他连接线，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后，通过通信的连接线向连接的FPGA芯片发送指令，如果与其连接的FPGA芯片收到指令，则与其连接的FPGA芯片正常，用于通信的连接线正常，如果未收到指令，则可能是用于通信的连接线存在问题，或者与其连接的FPGA芯片存在问题；对于其他连接线，FPGA芯片向每根连接线发送一个输入信号，然后对输出信号进行测频，如果输出信号的频率与波形与输入一致，则连接线正常；否则其他连接线存在问题；
[0010]步骤5：对锁相环模块进行检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后对锁相环模块的MUXOUT引脚进行测试，当该引脚便输出高电平，则锁相环模块正常，如果输出低电平，则锁相环模块存在问题；
[0011]步骤6：对DSP模块进行检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后转发给DSP，如果DSP能够收到数据并且回传，说明烧写功能正常，自启动正常；FPGA芯片与DSP约定两个地址，先往其他一个地址发数，DSP接收到数以后就会运行中断功能，把其他地址的接收程序中断掉，如果往两个地址发数都能得到回应指令，则中断功能正常；
[0012]步骤7：对FPGA芯片查找表功能进行检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后启动直接频率合成算法，然后对该算法生成的数字信号进行测频，如果频率与预设的一致，则查找表功能正常，否则查找表功能不正常；
[0013]步骤8：对数模转换模块和模数转换模块进行联合检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后启动直接频率合成算法，直接频率合成算法生成一个数字信号输入给数模转换模块，再将输出的模拟信号输入给模数转换模块1和模数转换模块2，再对两个模数转换模块的输出分别采用基于CORDIC的数字瞬时测频算法进行测频，如果直接频率合成算法生成信号的频率均与数字瞬时测频算法相同，则三个模块均正常工作；如果一个相同，一个不同，则认为是数模转换模块正常，回发不正常指令的模数转发模块存在问题；如果均回发存在问题指令，就需要采用示波器，对数模转换模块的输出进行检测，如果数模转换模块输出正常，则说明模数转换模块存在问题，反之，说明数模转换模块存在问题。
[0014]进一步的，对电平转换模块进行检测时，对电平转换模块的可输入输出管脚作为输入管脚和输出管脚均进行检测。
[0015]进一步的，步骤3、4、7中测频采用计数法进行，根据单位信号内被测信号的脉冲数量计算频率。
[0016]进一步的，上位机根据FPGA反馈得到检测结果并进行显示。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术有三点创新之处，第一是检测覆盖了FPGA芯片和常见的七种模块，检测范围更加全面；第二个是将串口通信技术引入到检测方法中，利用上位机不但可以整合操作指令，还能读取FPGA处理板上传的检测数据，不仅可以全面而系统的进行检测，又能极大的减轻了工作量；第三个是针对模数转换模块和数模转换模块检测困难问题，提出了信号转换模块联合检测方法，将直接频率合成技术和基于CRIDIC算法的数字瞬时测频技术整合，做到能够同时检测模数转换模块和数模转换模块，节省工作量，满足批量检测的需求。
[0018]与现有技术相比，本专利技术通过编写FPGA器件各功能检测的编程配置文件，利用上位机向FPGA处理板下发指令，FPGA程序自动进行检测，然后回传指令，用来判断该功能或者模块的状态，不需要其他设备，大大减少测试时间，提高测试效率，实现了FPGA处理板的多
个功能和模块的检测，解决FPGA处理板批量检测兼顾提高效率和覆盖尽可能大的检测范围的需求，使得FPGA处理板的检测能够实现高效率，自动化，通用性强，易于移植，提高了检测覆盖率，大大缩短了FPGA处理板批量检测的时间和提高了批量检测的可靠性，降低了FPGA处理板检测的难度，填补了对此类处理板检测上的空白。
附图说明
[0019]图1为该专利技术测试方法流程图；
[0020]图2为该专利技术检测顺序流程图；
[0021]图3为直接频率合成算法流程图；
[0022]图4为该专利技术系统整本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种FPGA处理板批量检测方法，所述FPGA处理板包括：至少两片串联的FPGA芯片、串口模块、至少两个模数转换模块、电平转换模块、连接FPGA芯片的连接模块、数模转换模块、锁相环模块、DSP模块，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：步骤1：生成对应于FPGA的多个功能以及模块检测的编程配置文件并烧写到FPGA器件中；步骤2：对串口模块进行检测，上位机通过串口模块向与串口模块连接的FPGA芯片发送测试指令，FPGA芯片收到指令并将串行数据转化成并行数据，解读串口传输的数据包，根据接收的命令字回传对应指令给上位机，当上位机收到正确回传指令，则串口模块工作正常，否则串口模块存在问题；步骤3：对电平转换模块进行检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后将时钟信号输入到电平转换模块输入，然后对输出信号进行测频，如果频率一致，则电平转换模块正常；否则电平转换模块存在问题；步骤4：对连接模块进行检测，将连接线分为两根用于通信的连接线和其他连接线，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后，通过通信的连接线向连接的FPGA芯片发送指令，如果与其连接的FPGA芯片收到指令，则与其连接的FPGA芯片正常，用于通信的连接线正常，如果未收到指令，则可能是用于通信的连接线存在问题，或者与其连接的FPGA芯片存在问题；对于其他连接线，FPGA芯片向每根连接线发送一个输入信号，然后对输出信号进行测频，如果输出信号的频率与波形与输入一致，则连接线正常；否则其他连接线存在问题；步骤5：对锁相环模块进行检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后对锁相环模块的MUXOUT引脚进行测试，当该引脚便输出高电平，则锁相环模块正常，如果输出低电平，则锁相环模块存在问题；步骤6：对DSP模块进行检测，FPGA芯片接收上位机发送的检测指令后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文旭，吴振南，代雪飞，赵忠凯，万昊，富云宵，王亚洁，张铭昊，曹舒雅，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：