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一种fpga基本性能测试装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于电子技术类，涉及一种FPGA器件基本性能测试装置,主要包括过流保护电路、电源转换电路、BGA测试插座，FPGA外围电路、I/O测试电路、指示灯电路等。用于快速测量FPGA基本性能，包括上电引导、I/O引脚短路开路测试。由+5V电源适配器通过USB接口为检测工装供电，BGA测试插座用于固定被测芯片，测试时将被测芯片装在BGA插座上。FPGA外围电路包含PROM及外围引导电路，PROM存放测试程序。I/O测试电路针对FPGA通用I/O特性，设计I/O输出输入驱动电路，对每个FPGA引脚输出输入特性进行测试。本测试装置检测FPGA芯片基本性能，用于芯片质量控制，保证后续生产顺利进行。
【专利说明】一种FPGA基本性能测试装置

【技术领域】
[0001] 本实用新型属于电子技术类，涉及一种FPGA器件基本性能测试装置。

【背景技术】
[0002] 可编程逻辑器件（FPGA)在现代电子产品设计中应用非常广泛，对于BGA封装的 FPGA，由于器件封装小、引脚多。在器件购入存在一定的不合格率，器件使用前，无法对芯片 的基本性能进行测试，
[0003] BGA封装FPGA主要存在以下故障现象：1)电源引脚与地短路；2)上电时FPGA无 法从PROM中加载程序；3)FPGA引脚存在开路、短路现象。BGA器件焊接到印制板上后，如果 存在故障不能正常工作，需进行拆装，反复拆装BGA芯片会对印制板造成损害，后续质量无 法控制。
[0004] 本实用新型针对XILINX公司Vertix-4系列FPGA，型号为XC4VLX60。设计一种BGA 封装可编程逻辑器件测试装置，用于检测该芯片的基本性能，满足器件性能筛选要求，保证 后续工序顺利开展。


【发明内容】

[0005] 发明目的：提供了一种FPGA基本性能测试装置，检测内容包括芯片电源引脚对地 是否短路，FPGA上电引导检测，芯片I/O引脚开路、短路检测。
[0006] 技术方案：一种FPGA芯片基本性能检测装置，包括过流保护电路1、电压转换电路 2、BGA测试插座3,FPGA外围电路4、I/O测试电路5、指示灯电路6,所述的过流保护电路1 与电压转换电路2相连，所述电压转换电路2输出为FPGA正常工作所需的电压，所述的BGA 测试插座3提供被测芯片测试装置之间电气连接，FPGA外围电路4和I/O测试电路5连接 到被测芯片，FPGA外围电路4包含PROM及FPGA引导电路，PROM存放测试程序，I/O测试电 路5由激励信号驱动电路和串接电路组成，激励信号驱动电路为SNJ54HC244J驱动器；指示 灯电路6包括看门狗电路和指示灯驱动电路，用于显示测试结果。
[0007] 电压转换电路2将输入+5V电源转换为FPGA正常工作所需电压。
[0008] BGA插座3固定FPGA被测芯片，BGA测试插座使用螺钉固定在测试载板上，提供芯 片到测试电路之间的电气连接。
[0009] 通过指示灯观察测试结果，快速对FPGA芯片进行测试。
[0010] 有益效果：本实用新型一种FPGA基本性能测试装置使用BGA测试插座，将被测芯 片固定在BGA测试插座上进行基本性能测试，检测内容包括芯片电源引脚对地是否短路，FPGA上电引导检测，芯片I/O引脚开路、短路检测。采用过流保护电路保证被测器件存在 短路现象时及时关断输入电源。电压转换电路将输入电源转换为FPGA正常工作所需电压。 I/O测试电路依次对FPGA所有通用I/O引脚进行检测，判断是否存在开路、短路现象。PROM 存放测试程序，通过指示灯观察测试结果，确定芯片是否存在缺陷，快速实现FPGA基本性 能检测。

【专利附图】

【附图说明】
[0011] 图1为FPGA芯片基本件能测试装詈示意图：
[0012] 图2为I/O测I试电路原理示意图：
[0013]图3为故障指ZK灯申〖路迅意图。
[0014] 其中，1-过流保护电路，2-电压转换电路，3-BGA测试插座，4-FPGA外围电路，5-1/ O测试电路，6-指示灯驱动电路，7-指示灯，201-FPGA测试BANK，202-10测试驱动电路， 301-看门狗电路，302-与非门驱动电路。

【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图本实用新型做进一步详细描述，请参阅图1至图3。
[0016] 请参阅图1，其是本实用新型FPGA芯片基本性能测试装置示意图，所述的FPGA芯 片基本性能测试装置包括过流保护电路、电压转换电路、BGA测试插座、FPGA外围电路、I/O 测试电路、指示灯驱动电路。电源输入经拨动开关连接到过流保护电路，所述的电压转换电 路与过流保护电路相连，输出为FPGA正常工作所需的电压。所述的BGA测试插座用于固定 被测芯片。所述的FPGA外围电路与BGA测试插座相连，包含PROM及FPGA引导电路，PROM 存放测试程序。
[0017] 所述I/O测试电路与BGA测试插座相连，针对FPGA通用I/O特性，对每个FPGA引 脚输出输入特性进行测试。所述的指示灯驱动电路与BGA测试插座相连，用于显示测试结 果。
[0018] FPGA芯片基本性能测试装置由+5V电源适配器通过USB接口为检测工装供电；电 源输入经拨动开关到过流保护电路。所述过流保护电路，在被测芯片短路时关断电源输入， 保护后续电路。超限电流设置为1A，响应时间为2us。保证被测芯片电源与地内部短路时， 过流保护芯片及时关断电源，避免损坏其它电路。
[0019] 所述电压转换电路将输入+5V电源转换为FPGA正常工作所需电压。使用开关电 源芯片设计电源转换电路产生+3. 3V、+2. 5V、+1. 8V、+1. 2V电压。
[0020] 所述BGA测试插座使用螺钉固定在测试载板上，提供芯片到测试装置之间的电气 连接。测试时，将被测FPGA芯片固定在BGA测试插座上。
[0021] 所述FPGA外围电路包括PROM电路及FPGA引导电路，PROM存放测试程序，FPGA引 导电路保证测试装置上电时，FPGA从PROM中加载程序。
[0022] 所述I/O测试电路请参阅图2,由FPGABANKl输出激励信号，经过SNJ54HC244J驱 动器及串接电阻到BANK3-10被测引脚。测试程序中，将I/O端口引脚属性设置为INOUT模 式。按照表1中步骤对引脚输入输出特性进行测试。
[0023] 表110输入输出测试表
[0024]

【权利要求】
1. 一种FPGA芯片基本性能检测装置，其特征在于，包括过流保护电路[1]、电压转换电 路[2]、BGA测试插座[3]，FPGA外围电路[4]、I/O测试电路[5]、指示灯电路[6]，所述的 过流保护电路[1]与电压转换电路[2]相连，所述电压转换电路[2]输出为FPGA正常工作 所需的电压，所述的BGA测试插座[3]提供被测芯片测试装置之间电气连接，FPGA外围电 路[4]和I/O测试电路[5]连接到被测芯片，FPGA外围电路[4]包含PROM及FPGA引导电 路，PROM存放测试程序，I/O测试电路[5]由激励信号驱动电路和串接电路组成，激励信号 驱动电路为SNJ54HC244J驱动器；指示灯电路[6]包括看门狗电路和指示灯驱动电路，用于 显示测试结果。
2. 根据权利要求1所述的一种FPGA芯片基本性能检测装置，其特征在于：电压转换电 路[2]将输入+5V电源转换为FPGA正常工作所需电压。
3. 根据权利要求1所述的一种FPGA芯片基本性能检测装置，其特征在于：BGA测试插 座[3]固定FPGA被测芯片，BGA测试插座使用螺钉固定在测试载板上，提供芯片到测试电 路之间的电气连接。
4. 根据权利要求1所述的一种FPGA芯片基本性能检测装置，其特征在于：通过指示灯 观察测试结果，快速对FPGA芯片进行测试。
【文档编号】G01R31/3181GK204256085SQ201420629925
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】宋恒 申请人:陕西千山航空电子有限责任公司