基于BIST方法的新型FPGA芯片CLB功能测试方法

新型FPGA普遍使用了6输入查找表以实现可编程逻辑,如Xilinx公司的Virtex 5系列、Ultrascale系列等.由于I/O数量有限,针对这些芯片的CLB功能测试,可选择ILA级联测试法并利用位流回读进行故障定位,但由于CLB存在路径互斥,覆盖所有故障所需配置较多,而位流回读较为缓慢,限制了定位速度.BIST测试法通过直接检测CLB的输出来发现故障,所需配置数量少于ILA级联法,但需要将测试激励传递到所有BUT导致端口负载大,布线存在困难.本文提出了一种将ORA中闲置资源配置为锁存器链,以便传递测试激励的方法.该方法降低了端口负载.同时利用剩余的逻辑资源建立扫描链,大幅加快了故障定位速度.在Xilinx 7系列FPGA上的实验结果表明,与其他文献所用测试方案比较,测试所需配置次数由30次降低到26次,故障定位所需时间在2.4MHz时钟驱动下可达61.35ns.     

65nm FPGA中基于位宽选择的高速Block RAM设计

针对高性能现场可编程门阵列(FPGA)应用中数据存储交换的高速、多种位宽配置需求,本文设计了一种基于数据位宽可调整的高速Block RAM,并将其嵌入自主研发的FPGA芯片中.在该FDP15芯片中,Block RAM采用65nm的1P10M层金属,核电压1.2VCMOS工艺技术,可以实现1bit×16k,2bits×8k,4bits×4k不带校验位和9bits×2k,18bits×1k,36bits×512带有校验位的6种位宽选择模式,3种写入模式的双端口独立工作.文中针对位宽配置选择功能提出了一种单元可重复的电路结构,同时采用模拟位线延迟反馈机制实现了Block RAM较高的工作频率.流片测试的结果表明Block RAM可以实现真正的双端口独立工作,其6种位宽模式和3种写入模式功能正确,开关参数延迟可以达到2.25ns,与Xilinx同等功能、规模的芯片Virtex-4中内嵌Block RAM相比,性能接近.     

使用单片机实现多任务电路结构重配置

基于SRAM的LUT结构的FPGA的在线重配置技术，给出了一种利用单片机来控制配置数据，实现多任务电路结构的转换的方法。     

FPGA被动并行配置控制器的研究与实现

为了快速方便地配置FPGA,文章提出了使用Flash存储FPGA的配置数据,再由CPLD控制Flash将存储的数据采用并行方式下载到FPGA的方法.由于Flash掉电后数据不会丢失,这样就解决了FPGA掉电易失的问题.该文给出了具体的硬件电路和软件模块的编程思路,通过仿真测试表明本设计的可行性.     

用Flash单片机对FPGA进行配置的研究

在介绍闪速(Flash)单片机和现场可编程门阵列(FPGA)的基础上，重点研究了用闪速单片机对现场可编程门阵列进行配置的原理与方法，提出了F1ash单片机与进行串行数据传输和并行数据传输的实现方案。其中的硬件是针对应用广泛的AT89系列中的AT89C52 Flash单片机而设计的；而FPGA以AT6002为例，阐述了FPGA的时序要求，并分别对串行数据传输和并行数据传输方式下的比特流进行了详细分析。对配置数据分别存储在内部和外部的存储器中进行了比较，并讨论了配置数据存储的安全性。在一些对空间很敏感的应用中，为了取得更大的空间效益，可以使用具有I2C BUS总线接口的串行存储器。研究表明，用单片机对FPGA进行配置是方便、灵活、有效的，而且切实可行。该方法可以广泛地应用于不同领域。     

一种改进的用于FPGA快速部分配置的电路结构

设计了一种可以对现场可编程逻辑阵列(FPGA)内部编程点单元进行快速和局部配置的集成电路结构.主要特点是:在采用指令集方式的32位数据总线结构上增设局部配置控制寄存器和地址译码逻辑,可以实现FPGA的快速局部配置;针对Xilinx Virtex系列FPGA中存在的"内存一致性"问题,提出了有效的解决方案.与Xilinx Virtex器件只能以帧为单位对内部编程点进行配置相比,该结构可以对FPGA内部任意一个编程点进行单独配置,具有更强的灵活性.     

基于FPGA的在线可重配置数字下变频器的设计与实现

研究基于现场可编程门阵列(FPGA)的在线可重配置数字下变频器,实现了根据输入信号的3个参数(中频信号频率、中频信号带宽和中频信号采样率)自动生成最优的数字下变频器(DDC)结构和DDC参数的方法. 同时实现了一种优化的FIR滤波器,与传统FIR滤波器相比,利用FIR滤波器线性相位和系数对称的性质,采用预相加的方法减少1/2的乘法运算量,实现了资源占用率和速度之间的平衡,节省FPGA资源. 实验结果表明了该方法的灵活性和有效性.      

FPGA技术的应用与发展趋势

现场可编程门阵列FPGA是80年代末发展起来的新型大规模集成逻辑器件,它采用高级计算机辅助设计技术进行器件的开发与设计,其优越性大大超过普通TTL集成门,具有速度快、功耗低、功能强,可反复使用等特点。本文重点介绍FPGA的基本组成原理和特点,通过对FPGA的设计流程进行探讨,说明了FPGA的常见技术应用方式,最后说明了FPGA技术的发展趋势。     

宽函数的布尔匹配及其在FPGA重综合中的应用

当前大多数商用现场可编程门阵列(FPGA)可配置逻辑块结构在查找表(LUT)的基础上增加了很多辅助逻辑资源,而传统的LUT基工艺映射算法无法充分利用这些资源.为此,文中提出一种基于香农展开式和不相交支持集分解算法的布尔匹配方法,并将其应用于工艺映射后的重综合.使用该方法对工艺映射后网表中的宽函数进行布尔匹配,使其在目标FPGA结构上重新实现,从而达到充分利用所有逻辑资源和减少LUT数的目的.实验结果表明,该方法能在不增加电路关键路径延时的基础上,对学术界综合工具ABC工艺映射之后的4-LUT和6-LUT网表分别节省7.9％和7.8％的面积开销.     

基于MicroBlaze的FPGA重配置系统设计

介绍了Xilinx FPGA的配置模式和配置原理,提出一种基于MicroBlaze软核处理器的FPGA重配置系统设计方案。该方案灵活简便,具有很高的应用价值。     

软错误缓解动态部分可重构的抗单粒子方案

随着基于静态随机存储器(static random-access memory,SRAM)型现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)广泛应用于航空航天领域,太空辐照环境下FPGA产生单粒子翻转(single event upset, SEU)问题的概率日益提高,从而导致FPGA出现单粒子闩锁现象引起功能紊乱。针对该问题,基于SRAM型FPGA的架构诱发SEU机理分析,对传统三模冗余(triple module redundancy, TMR)的方案进行改进,设计一种逻辑上采用TMR进行备份、系统上采用软错误算法缓解执行,同时采用局部纠错和动态可重构的方法进行抑制的方案。皮秒激光注入试验结果显示,采用所提供方案的FPGA较传统方案试验电流平稳,验证了该方案可以有效对SEU进行抑制。     

基于FPGA的嵌入式系统中动态可重构方法研究

随着大规模现场可编程门阵列FPGA的出现,实时电路的动态可重构技术逐渐成为国际学术界的研究热点;文章介绍了基于FPGA的动态可重构技术的原理、分类以及系统的开发流程,最后讨论了动态可重构的应用和现如今存在的问题。     

基于FPGA的可重构性数字逻辑实验方法

在介绍可编程器件FPGA及其可重构性的基础上,举例说明了基于FPGA的数字逻辑实验的可重构方法,并讨论了基于FPGA的数字逻辑实验的可重构方法相对于传统数字逻辑实验教学的优势。     

基于FPGA的动态局部可重构方法分析与比较

介绍支持现场可编程逻辑器件（FPGA）重构的3种设计流程的设计步骤、优点和局限性,并总结每种方法的适用情况,为实际应用动态局部重构技术提供参考。     

FPGA／CPLD可编程逻辑器件的在系统配置方法

讨论了基于SRAM技术的CPLD／FPCA可编程逻辑器件的编程方法，并以ALTERA公司FLEX10系列器件为例，提出了一种利用微处理器对可编程逻辑器件进行在系统多方案配置的实用方法。该方法成本低廉、简单易行，能在系统复位或上电时自动对器件编程，不仅有效的解决了基于SRAM的CPLD／FPGA器件掉电易失性的问题，而且使单一芯片可以具有多种逻辑功能，实现了该类器件逻辑功能的在系统多方案的灵活配置。     

基于DSP和FPGA信号测试仪的设计

研发设计一种测试仪,它对被测对象处理各种信号的情况进行测试,通过测量被测对象反馈回来的信息测试被测对象的工作状况。主要采用DSP+FPGA的设计方式,通过上位机输入信号参数,D/A恢复输出信号,将产生的多普勒信号进行模拟仿真,试验表明测试效果很好。介绍了整个系统的功能及其软件设计,并且对其中的关键技术加以详细的阐述,以及系统的精度问题。实践证明此测试仪精度高,操作简单方便,实际应用价值高,值得推广使用。     

可重构制造系统生产能力扩展性重构方法

生产能力的缩放性设计是可重构制造系统(RMS)的主要研究内容之一.针对缺乏具有可操作性的生产能力重构方法的问题,提出了具有动态特性的约束RMS生产能力扩展性重构方法.通过分析生产能力缩放性原理,给出实现生产能力重构的3种基本方法.在给定RMS约束模型的基础上,通过建立系统成本模型、生产线平滑指数模型生成RMS生产能力扩展性设计的综合模型,并针对模型特点,提出了约束RMS生产能力扩展性设计的具体实现方法.最后通过实例验证了该方法的实用性和有效性.     

一种WiCAN传输平台的软件重配置方法

无线创新校园网WiCAN(Wireless Innovative Campus Area Networks)传输平台是无线创新技术实验得以开展的基础,其软件重配置机制为平台运行提供了必要的支撑。从WiCAN传输平台的整体可重配置性出发,将软件重配置机制应用到WiCAN传输平台上,通过适当的资源配置和实验配置在该平台上进行无线创新技术实验。验证了该平台所采用的软件重配置机制的可行性。