李 光，谢 达，董宜平，胡 凯

（1.无锡中微亿芯有限公司，江苏无锡 214072；2.中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214072）

1 引言

可编程逻辑器件FPGA的应用越来越广泛，对FPGA的测试也变得越来越重要。评价FPGA测试方法的好坏标准包括故障覆盖率、配置文件数、自动化程度。目前工业界测试为了达到特定目标，会精心设计每一个配置文件，确定性布线是一个重要方法。而学术界测试方法更关注自动化程度，他们一般设计复杂的测试优化算法自动生成配置文件[1]。

对FPGA进行确定性功能测试一般分为三个步骤：首先，给FPGA配置确定的配置文件；其次，在配置完成后，在相应的管脚施加外部测试向量；最后，通过观察输出管脚的结果来分析判断芯片的故障。

本文介绍了一种基于XDL(Xilinx Design Language)语言的FPGA确定性布线测试方法，对互联资源的五倍线进行测试。

2 Virtex5 FPGA的五倍线结构

Xilinx公司基于Virtex系统架构的xc5vlx330的FPGA， 包 括 IOB (Input/output Block)、CLB(configurable Logic Block)、CLB的互联开关盒 SB（Swith Box）等。基于以上架构的FPGA，IOB的物理位置位于左侧和右侧。

FPGA内部互联开关盒架构包括单倍线、二倍线、五倍线、长线等。V5LX330的五倍线共十六个方向，包括 ER(East Right)、WR(West Right)、EL(East Left)、WL(West Left) 四个水平方向，SL(South Left)、NL(North Left)、SR(South Right)、NR(North Right)四个竖直方向，EN(East North)、WS(West South)、NE(North East)、SW(South West)左下右上四个对角线方向和ES(East South)、WN(West North)、NW(North West)、SE(South East)左上右下四个对角线方向。每个方向三根线，图1以平方向和对角线方向各举一例作为说明。

图1 FPGA V5LX330内部五倍线示意图

3 FPGA布线资源典型故障和测试方法

FPGA功能测试主要分为CLB测试、互联资源测试和RAM测试。在FPGA芯片中，互联资源占据FPGA芯片面积的大部分（50%～90%），是FPGA资源中发生故障概率最高的部分。……