CN112083320A - Fpga测试方法、测试板、装置、设备和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种FPGA测试方法、测试板、装置、设备和存储介质，属于FPGA测试领域，具体包括采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；根据配置文件对测试功能板进行配置；在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；采用测试功能板从测试激励文件中提取与待测器件片对应的测试规则；采用测试功能板根据测试规则对待测器件片进行测试，得到待测器件片反馈的结果数据；采用测试功能板将结果数据发送给上位机，上位机对结果数据进行分析，生成与待测器件片对应的测试结论。通过本公开的处理方案，能够在不更改硬件环境的情况下，实时完成测试接口的功能的重构，从而应对各种测试需求。

Description

FPGA测试方法、测试板、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明涉及FPGA测试领域，具体涉及一种可重构的FPGA测试方法、测试板、装置、设备和存储介质。
背景技术
现场可编程门阵列(FPGA：Field Programmable Gate Array)，已经成为数字电路设计领域中一种最普遍实现途径。其不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且开发周期短、投入少、芯片价格低。随着FPGA的广泛应用，FPGA的软件质量也变得愈发重要。无论是国军标还是民航针对复杂电子硬件(AEH)的设计保证指南DO254都针对FPGA的开发和测试进行了明确的规定，FPGA的相关测试工具成为了必不可少的研制保障。
现有的FPGA物理测试系统通常采用基于自动测试设备(Automatic TestEquipment,ATE)的测试系统。该系统使用通用的上位机软件和专用的接口测试卡实现对不同FPGA接口的测试。然而这样的测试系统存在以下缺陷：由于专用的接口测试卡功能单一且固定，导致该测试系统无法重用于其他项目；对于不同的测试接口需要不同的接口测试卡，系统成本高；使用环境要求复杂，使用困难；测试系统精度高，测试时间短，但由于必须使用ATE测试设备，价格开销大，硬件环境要求复杂，不利于快速测试开发。
发明内容
因此，为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供了一种能够实现通用的FPGA物理测试，能够在不更改硬件环境的情况下，实时完成测试接口的功能的重构，从而应对各种测试需求的FPGA测试方法、测试板、装置、设备和存储介质。
为了实现上述目的，本发明提供一种FPGA测试方法，包括：采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置；在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；采用测试功能板从所述测试激励文件中提取与所述待测器件片对应的测试规则；采用测试功能板根据所述测试规则对所述待测器件片进行测试，得到所述待测器件片反馈的结果数据；采用测试功能板将所述结果数据发送给所述上位机，所述上位机对所述结果数据进行分析，生成与所述待测器件片对应的测试结论。
在其中一个实施例中，所述根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置，包括：从所述配置文件中提取出内存映射关系；根据所述测试功能板的内存和所述内存映射关系设置与所述待测器件片对应的地址存储空间。
在其中一个实施例中，根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置，包括：
从所述配置文件中提取出数据转换规则；
根据所述数据转换规则对所述待测器件片和所述测试功能板之间的通信数据进行转换。
在其中一个实施例中，所述测试功能板为FPGA。
本发明还提供了一种测试功能板，包括：接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置；在预设时间段内，接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；从所述测试激励文件中提取与所述待测器件片对应的测试规则；根据所述测试规则对所述待测器件片进行测试，得到所述待测器件片反馈的结果数据；将所述结果数据发送给所述上位机。
本发明还提供了一种FPGA测试装置，包括：配置文件接收模块，用于采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；功能板配置模块，用于根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置；激励文件接收模块，用于在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；测试规则提取模块，用于采用测试功能板从所述测试激励文件中提取与所述待测器件片对应的测试规则；器件片测试模块，用于采用测试功能板根据所述测试规则对所述待测器件片进行测试，得到所述待测器件片反馈的结果数据；结果分析模块，用于采用测试功能板将所述结果数据发送给所述上位机，所述上位机对所述结果数据进行分析，生成与所述待测器件片对应的测试结论。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机介质，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实施上述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的优点在于：能够实现通用的FPGA物理测试，通过对测试平台下发不同的加载文件，能够在不更改硬件环境的情况下，实时完成测试接口的功能的重构，从而应对各种测试需求。不仅通过重构平台功能的方式实现不同接口的FPGA物理测试，极大减小硬件成本；还通过统一的数据协议以及上位机通信接口，实现不同测试用例间的数据一致性，方便后续分析以及故障追溯。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的实施例中FPGA测试方法的流程示意图；
图2是本发明的实施例中FPGA测试装置的结构框图；以及
图3是本发明的实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。
以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本公开的基本构想，图式中仅显示与本公开中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。
如图1所示，本公开实施例提供一种FPGA测试方法，该方法可以应用在与测试功能板连接的计算机设备上，对待测器件片进行测试，待测器件片可以是各类FPGA芯片。在本实施例中，服务器可以和上位机通信，并接受上位机的各项指令和各类文件，服务器将上位机的各项指令以及与测试功能板对应的各类文件，测试功能板接收各类文件，并根据文件与待测器件片进行通信及测试，测试功能板将测试结果数据发送给服务器，服务器将测试结果数据上传给上位机。服务器可以是网络服务器或是设置在测试功能板的ARM内核上的服务器。服务器与测试功能板可以通过AXI总线通信。AXI总线用于将ARMA数据转换成AXI协议总线数据，适配FPGA通信接口。FPGA测试方法包括以下步骤：
步骤102，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件。
测试功能板可以将上位机的指令转换成待测器件片的执行指令，测试功能板可以是具有可扩展处理平台的各类运算芯片。测试功能板可以是FPGA芯片等。测试功能板可以是搭载Zynq可扩展处理平台的FPGA芯片，也可以是搭载Pynq可扩展处理平台的FPGA芯片。Pynq可扩展处理平台是将ZYNQ部分功能的Python化，直接调用Python库和FPGA硬件库进行功能的可扩展处理平台。服务器采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件。在一个实施例中，测试功能板可以是FPGA芯片，可通过定义其与待测器件片之间的接口协议，从而实现可重构、可自定义测试。测试功能板的型号可以是赛灵思XC7Z010CLG400-1。
步骤104，根据配置文件对测试功能板进行配置。
配置文件可以包含内存映射文件和FPGA配置文件。内存映射文件用于描述FPGA内存分配情况。FPGA配置文件用于实现FPGA接口协议的协议文件。服务器根据配置文件对测试功能板进行配置。测试功能板根据和待测器件片对应的配置文件对其搭载的可拓展平台进行通信接口和测试向量等测试。可拓展平台可以是ZYNQ平台或者PYNQ平台。测试功能板可以接收到包含接口测试逻辑程序的配置文件，并采用Overlay方式，完成对ZYNQ芯片内的FPGA逻辑资源的功能重构，使其具备相应的接口驱动能力。
步骤106，在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件。
测试激励文件可以是测试需要发送的接口测试数据的描述文件。在预设时间段内，服务器采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件。测试功能板可以安装当前需要执行的测试用例涉及的接口测试逻辑程序。服务器可以接受上位机发送的根据固定格式打包的待测数据向量，服务器可以采用TCP/IP协议和上位机通信。
步骤108，采用测试功能板从测试激励文件中提取与待测器件片对应的测试规则。
服务器采用测试功能板从测试激励文件中提取与待测器件片对应的测试规则。服务器可以通过芯片内部的AXI高速总线将提取的数据段存储到ZYNQ芯片的FPGA端的存储器中，并通过驱动接口测试逻辑程序实现相应接口的时序驱动和数据收发，并通过TCP/IP协议向上位机返回测试结果数据。服务器将提取到的测试规则通过AXI高速总线进行转换得到适配FPGA通信接口的规则数据，并将规则数据发送给待测器件片。
步骤110，采用测试功能板根据测试规则对待测器件片进行测试，得到待测器件片反馈的结果数据。
服务器采用测试功能板根据测试规则对待测器件片进行测试，得到待测器件片反馈的结果数据。服务器根据测试规则对待测器件片进行测试发送到待测器件片，待测器件片生成测试结果。服务器将接收到的测试结果通过测试功能板转换成结果数据。
步骤112，采用测试功能板将结果数据发送给上位机，上位机对结果数据进行分析，生成与待测器件片对应的测试结论。
服务器采用测试功能板将结果数据发送给上位机，上位机对结果数据进行分析，生成与待测器件片对应的测试结论。上位机可以显示测试结论。上位机可以判断是否有需要执行的其他待测器件片，若有，则重复上述步骤102～112，重构ZYNQ接口测试逻辑程序，实现不同的测试功能，若无，则本次测试结束。
上述FPGA测试方法，能够实现通用的FPGA物理测试，通过对测试平台下发不同的加载文件，能够在不更改硬件环境的情况下，实时完成测试接口的功能的重构，从而应对各种测试需求。不仅通过重构平台功能的方式实现不同接口的FPGA物理测试，极大减小硬件成本；还通过统一的数据协议以及上位机通信接口，实现不同测试用例间的数据一致性，方便后续分析以及故障追溯。
在其中一个实施例中，根据配置文件对测试功能板进行配置，包括：从配置文件中提取出内存映射关系；根据测试功能板的内存和内存映射关系设置与待测器件片对应的地址存储空间。
服务器从配置文件中提取出内存映射关系。服务器根据测试功能板的内存和内存映射关系设置与待测器件片对应的地址存储空间。地址存储空间可以设定为协议栈。通过协议栈，待测器件片可以通过测试功能板和上位机通信，进而接收配置文件、接收测试激励文件、发送测试结果等。
在其中一个实施例中，根据配置文件对测试功能板进行配置，包括：从配置文件中提取出数据转换规则；根据数据转换规则对待测器件片和测试功能板之间的通信数据进行转换。
服务器从配置文件中提取出数据转换规则。服务器根据数据转换规则对待测器件片和测试功能板之间的通信数据进行转换。
在其中一个实施例中，还提供了一种测试功能板，包括：接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；根据配置文件对测试功能板进行配置；在预设时间段内，接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；从测试激励文件中提取与待测器件片对应的测试规则；根据测试规则对待测器件片进行测试，得到待测器件片反馈的结果数据；将结果数据发送给上位机。
上述测试功能板，可以利用可扩展处理平台嵌入式FPGA芯片和Python语言形成的PYNQ平台的可重构特性，完成ZYNQ芯片内FPGA功能的实时重构，从而实现整个物理测试系统的功能重构。而且采用标准通信协议还可以实现在不同测试环境下的通用性，并通过使用可扩展处理平台中的FPGA资源来实现不同接口类型的物理测试功能。
在一个实施例中，如图2所示，提供了一种FPGA测试装置，包括：配置文件接收模块202、功能板配置模块204、激励文件接收模块206、测试规则提取模块208、器件片测试模块210和结果分析模块212，其中：
配置文件接收模块202，用于采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件。
功能板配置模块204，用于根据配置文件对测试功能板进行配置。
激励文件接收模块206，用于在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件。
测试规则提取模块208，用于采用测试功能板从测试激励文件中提取与待测器件片对应的测试规则。
器件片测试模块210，用于采用测试功能板根据测试规则对待测器件片进行测试，得到待测器件片反馈的结果数据。
结果分析模块212，用于采用测试功能板将结果数据发送给上位机，上位机对结果数据进行分析，生成与待测器件片对应的测试结论。
在其中一个实施例中，功能板配置模块包括：
映射提取单元，用于从配置文件中提取出内存映射关系。
存储单元，用于根据测试功能板的内存和内存映射关系设置与待测器件片对应的地址存储空间。
在其中一个实施例中，功能板配置模块包括：
规则提取单元，用于从配置文件中提取出数据转换规则。
数据转换单元，用于根据数据转换规则对待测器件片和测试功能板之间的通信数据进行转换。
关于FPGA测试装置的具体限定可以参见上文中对于FPGA测试方法的限定，在此不再赘述。上述FPGA测试装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图3所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储FPGA测试数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种FPGA测试方法。
本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；根据配置文件对测试功能板进行配置；在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；采用测试功能板从测试激励文件中提取与待测器件片对应的测试规则；采用测试功能板根据测试规则对待测器件片进行测试，得到待测器件片反馈的结果数据；采用测试功能板将结果数据发送给上位机，上位机对结果数据进行分析，生成与待测器件片对应的测试结论。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时实现的根据配置文件对测试功能板进行配置，包括：从配置文件中提取出内存映射关系；根据测试功能板的内存和内存映射关系设置与待测器件片对应的地址存储空间。
在一个实施例中，处理器执行计算机程序时实现的根据配置文件对测试功能板进行配置，包括：从配置文件中提取出数据转换规则；根据数据转换规则对待测器件片和测试功能板之间的通信数据进行转换。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；根据配置文件对测试功能板进行配置；在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；采用测试功能板从测试激励文件中提取与待测器件片对应的测试规则；采用测试功能板根据测试规则对待测器件片进行测试，得到待测器件片反馈的结果数据；采用测试功能板将结果数据发送给上位机，上位机对结果数据进行分析，生成与待测器件片对应的测试结论。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现的根据配置文件对测试功能板进行配置，包括：从配置文件中提取出内存映射关系；根据测试功能板的内存和内存映射关系设置与待测器件片对应的地址存储空间。
在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时实现的根据配置文件对测试功能板进行配置，包括：从配置文件中提取出数据转换规则；根据数据转换规则对待测器件片和测试功能板之间的通信数据进行转换。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种FPGA测试方法，其特征在于，包括：
采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；
根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置；
在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；
采用测试功能板从所述测试激励文件中提取与所述待测器件片对应的测试规则；
采用测试功能板根据所述测试规则对所述待测器件片进行测试，得到所述待测器件片反馈的结果数据；
采用测试功能板将所述结果数据发送给所述上位机，所述上位机对所述结果数据进行分析，生成与所述待测器件片对应的测试结论。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置，包括：
从所述配置文件中提取出内存映射关系；
根据所述测试功能板的内存和所述内存映射关系设置与所述待测器件片对应的地址存储空间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置，包括：
从所述配置文件中提取出数据转换规则；
根据所述数据转换规则对所述待测器件片和所述测试功能板之间的通信数据进行转换。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试功能板为FPGA。
5.一种测试功能板，其特征在于，包括：
接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；
根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置；
在预设时间段内，接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；
从所述测试激励文件中提取与所述待测器件片对应的测试规则；
根据所述测试规则对所述待测器件片进行测试，得到所述待测器件片反馈的结果数据；
将所述结果数据发送给所述上位机。
6.一种FPGA测试装置，其特征在于，包括：
配置文件接收模块，用于采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的配置文件；
功能板配置模块，用于根据所述配置文件对所述测试功能板进行配置；
激励文件接收模块，用于在预设时间段内，采用测试功能板接收从上位机发送的与待测器件片对应的测试激励文件；
测试规则提取模块，用于采用测试功能板从所述测试激励文件中提取与所述待测器件片对应的测试规则；
器件片测试模块，用于采用测试功能板根据所述测试规则对所述待测器件片进行测试，得到所述待测器件片反馈的结果数据；
结果分析模块，用于采用测试功能板将所述结果数据发送给所述上位机，所述上位机对所述结果数据进行分析，生成与所述待测器件片对应的测试结论。
7.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机介质，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～4中任意一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实施权利要求1～4中任意一项所述方法的步骤。
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