基于SRAM的FPGA連線資源的一種可測性設計

上述的7種配置中同一個SB內(nèi)編號相同的開關的狀態(tài)都是一樣的。配置中SB旁邊的數(shù)字表示SB內(nèi)需要閉合的傳輸管的編號。圖中SB的編號Smn，其中：S00：處于奇行奇列的SB；S01：處于偶行奇列的SB；S10：處于奇行偶列的SB；S11：處于偶行偶列的SB。編號相同的SB在同一個測試配置中狀態(tài)是完全一樣的。如果對故障進行診斷，需要配置1到配置6。
1)配置l和配置2能夠診斷任何單個線段開路故障、線段固定故障和線段橋接故障；
2)配置l、2、3、4、5和配置6能夠診斷任何編號為3、6的單個傳輸管固定O故障；
3)配置1、2、3、4、5和配置6能夠診斷任何編號為2、5的單個傳輸管固定0故障；
4)配置3、4、5和配置6能夠診斷任何編號為4、1的單個傳輸管固定0故障；
5)配置l(或配置2)、配置3和配置4能夠診斷任何編號為l的單個傳輸管固定1故障；
6)配置1(或配置2)、配置3和配置4能夠診斷任何編號為4的單個傳輸管固定1故障；
7)配置3、4、5和配置6能夠診斷編號為2、3、5、6的單個傳輸管固定1故障。
如果僅僅是進行故障檢測，配置1、2和配置7就夠了。

4 移位寄存器鏈測試方法
由于FPGA規(guī)模越來越大，編程SRAM單元數(shù)量巨大，下載測試配置的時間就非常大。在測試中，需將配置下載到芯片中，然后加測試矢量對連線資源進行測試，但是在下載的過程中，也同時將邏輯資源的編程數(shù)據(jù)下載到了芯片中，這種下載對測試連線資源是沒有用的，所以這部分時間對連線資源測試來說是多余的。
從圖2的開關盒連接關系和圖3中的測試配置可以看出，在一個開關盒內(nèi)部編號相同的開關狀態(tài)是一樣的，所以在這種情況下就可以在開關盒內(nèi)部增加6個觸發(fā)器，每個觸發(fā)器的輸出端連接到相同編號的所有傳輸管上，并且將所有的觸發(fā)器連接成多條移位寄存器鏈，這樣在配置的時候就可以將事先設計好的配置數(shù)據(jù)通過移位寄存器鏈下載相對應的開關盒內(nèi)SRAM單元中，每個觸發(fā)器可以并行配置與其相連的SRAM單元，時間又可以節(jié)省很多。如圖4所示。各信號意義如下：
1)DATA IN：將設計好的編程數(shù)據(jù)通過移位寄存器移位到相對應的位置上；
2)DATA 0UT：移位鏈的輸出端；
3)TEST CONTROL：控制芯片為測試狀態(tài)或正常工作狀態(tài)。當其為1時，所有的測試控制NMOS管都閉合，將觸發(fā)器的輸出寫到相應的SRAM單元中；而當其為0時，所有的測試控制NMOS管都斷開，芯片處于正常工作狀態(tài)，測試電路和工作電路完全斷開，不會影響芯片的正常工作；
4)NEXT：連接到另外一個開關盒的DATA IN，將所有的觸發(fā)器連接成多條移位寄存器鏈；
5)CLOCK：時鐘控制端，控制數(shù)據(jù)的移位。其他的一些輸入控制端沒有列出。

測試方法：比如要實現(xiàn)圖3中測試配置3，因為在這個配置中，開關盒S00需要將編號為1、3、6的傳輸管閉合，所以此開關盒寄存器的配置為101001，開關盒S10，S11需要將編號為4的傳輸管閉合，其需要的配置為000100，而開關盒Sol將閉合傳輸管l、2、5，所以其配置為110010，所以對于配置3中的9個開關盒來說，需要的配置序列為：101001，000100，10100l；1 100lO，000100，110010；101001，000100，101001。
在測試的時候分別將6種配置的測試序列分別通過下載端口下載到芯片中，實現(xiàn)測試需要的配置對開關盒進行測試。
三種常用的SB結構如圖5所示。