张 颖， 毛志明， 陈 鑫

（南京航空航天大学电子信息工程学院， 南京 211100）

1 引言

自从1985 年赛灵思（Xilinx）公司发明了FPGA 以来，经过35 年的高速发展，FPGA 因其器件性能高、尺寸小、成本低，已经广泛应用于航空、航天、通信、工业控制等各大领域[1]。

随着FPGA 应用领域的扩展以及其重要性和复杂程度的提高， 其可靠性问题越来越突出， 对FPGA的测试需求变得尤为迫切，测试FPGA 的有关技术也得到相应的发展。 按测试对象FPGA 的工艺不同进行划分，测试可分为反熔丝型FPGA 测试、闪存（Flash）型FPGA 测试和SRAM 型FPGA 测试， 其中SRAM型FPGA 为目前应用最广泛的FPGA 类型，本文也主要讨论SRAM 型FPGA 的测试。 FPGA 测试按应用场景需求的不同又可分为应用无关测试与应用相关测试。 应用无关测试为FPGA 的结构性测试，需要用伪穷举的多次配置来覆盖所有的资源，针对FPGA 内部多种不同资源，采用相应的故障模型匹配特定的测试配置， 通过测试向量的施加和响应分析完成测试过程，多使用于面向制造的产品测试；在FPGA 器件配置完成、 具有特定功能后进行的测试是应用相关测试，由于器件的配置确定、相关功能确定，因此可以把FPGA 器件的应用相关测试看作类似于专用集成电路（ASIC）的测试。 本文对SRAM 型FPGA 的测试进行分析并探讨总结相关的测试技术，最后对FPGA 测试技术的发展进行展望。

2 FPGA 的种类和结构

2.1 FPGA 的种类

目前FPGA 芯片的工艺结构有3 种： 基于反熔丝结构， 基于Flash 结构和基于SRAM 结构。 反熔丝型FPGA 只能编程一次，编程之后成为固定逻辑器件，稳定性较高，灵活性不足，测试主要是实现编程前的内部各个结构单元的功能测试以及相应的参数测试[2-3]。……