基于软件测试技术的FPGA测试研究

现场可编程门阵列（FPGA）的出现大大压缩了电子产品研发的周期和成本，由于FPGA器件具有高密度、低功耗、高速、高可靠性等优点，在航空、航天、通信、工业控制等方面得到了大量应用。随着FPGA应用领域的扩展以及重要性和复杂程度的提高，其可靠性问题变得越来越突出，因此对FPGA系统的测试需求变得尤为迫切。

目前FPGA测试技术的研究主要集中于对FPGA芯片资源的测试，通过编程覆盖FPGA所有的逻辑资源[1，2]和连接资源[3]，验证每个单元基本逻辑功能的正确性，而无法对电路的整体行为进行有效的验证。硬件描述语言(HDL)是FPGA电路设计的主要实现方式，和软件一样，HDL也是人脑思维的逻辑产物，同样存在着不希望或不可接受的人为错误。随着设计复杂程度的提高，由HDL引入的缺陷成为影响FPGA可靠运行的关键因素，对FPGA电路行为的测试成为提高系统质量和可靠性的重要环节。

MIN Y.H.提出了在FPGA系统中进行高层测试的必要性[4]。高层测试即任何高于门级的测试，考虑的是高层描述，如HDL、状态图、功能块图等，通过高层测试发现设计中的缺陷，并在系统的开发阶段充分考虑测试需求，指导系统设计。以此为基础，先后提出了一系列具体的实施方法，如层次化的测试方法、基...